（深圳南天电力有限公司 广东深圳 518040）
摘要：本文介绍了巴基斯坦南迪普425/525MW燃气轮机电站PG9171E型燃气轮机压气机在线水洗的过程，分析了燃气轮机在水洗前、后的主要运行参数变化趋势，论证了燃气轮机在线水洗的必要性。
关键词： 燃气轮机；在线水洗；必要性；分析
引言
针对燃气轮机运行期间由于压气机叶片结垢导致短时间内压气机的压缩比和效率出现下降的现象，本文介绍了 PG9171E型燃气轮机压气机在线水洗的实际案例，分析了燃气轮机在水洗前后的参数变化情况，论证了在线水洗可以提高燃气轮机的运行效率。最后，总结了不同运行方式的燃气轮机电厂应采用适合自身运行特点的在线水洗方式。
1概述
巴基斯坦南迪普425/525MW燃气轮机电站是巴基斯坦北方电力公司的一座基本负荷电厂，长期处于连续运行方式，因此燃气轮机通常采取在线水洗来缓解压气机的效率下降, 在线水洗每次30分钟，不添加清洗剂,一般每隔24小时进行一次在线水洗。只有在计划停机或故障长时间停机时才会进行离线水洗。
2燃气轮机在线水洗标准
(1)在线水洗必须在燃气轮机全速运行、带部分负荷。如果机组在基本负载下运行，则应降低5%负载。
(2)在线水洗时，压气机进气温度必须高于10℃。
(3)在线水洗时，IGV应在全开位置。
(4)由于压气机在线水洗时，洗涤剂没有浸泡时间，一般采用不含洗涤剂的除盐水。
(5)在线水洗使用的除盐水温度应在10-82.2℃之间。
(6)环境温度高与灰霾、风沙天气执行在线水洗，雨天和大雾天气不执行在线水洗。
3 燃气轮机在线水洗运行分析
3.1燃气轮机在线水洗效果的理论依据
受环境因素的影响，压气机运行过程中，叶片会结垢，甚至腐蚀，影响压气机的性能。为恢复压气机的性能，必须对压气机进行水洗。GE公司推荐，如果压气机效率下降10%，建议进行离线水洗。分析压气机的效率，可为燃气轮机水洗周期的提供理论参考。
燃气轮机轮机以空气为介质，基于Brayton循环为理论基础，如下图（图1）：
压气机入口空气状态为1，经过压缩后，压气机排气口空气状态为2，如为理想循环，即空气经过等熵压缩过程，则排气口空气的状态2s。
为简化计算，计算理想循环状态下的压气机效率，根据Brayton循环，理想循环下压气机效率计算公式为：
Nc = (h2s-h1)/(h2-h1) = (T2s-T1)/(T2-T1)
其中：
Nc—压气机效率
h2s—经等熵压缩后压气机排气口空气的焓值
h2—压气机排气口空气实际焓值
h1—压气机进气口空气焓值
T2s—经等熵压缩后压气机排气口热力学温度
T2—压气机排气口空气实际热力学温度，即CTD
T1—压气机进气口空气热力学温度
上述公式中，T1、T2为可直接从现场测量，只需计算T2s即可，根据Brayton循环公式
T2s =（P2/P1）^[k/(k-1)]*T1
其中：
P2—压气机排气口空气压力，即CPD
P1—压气机进气口空气压力，对于燃气轮机而言，等于大气压力
k—比热比，即定压比热Cp与定容比热Cv之比，k=Cp/Cv，在空气动力学中，空气的k值常取为1.40。
在实际应用中，通过测量T1，P1，P2的数值，便可计算T2s，从而计算压气机效率。
3.2 压气机在线水洗的实际效果
该电厂配备有3 台 PG9171E型燃气轮机，单台燃气轮机额定出力127.5MW。从2018.03.04至2018.03.12之间，分别对三台燃气轮机压气机在线水洗进行三种试验，即每天使用常温除盐水进行一次在线水洗、每三天使用常温除盐水进行一次在线水洗和每三天使用65℃除盐水进行一次在线水洗，现对水洗前、后的燃气轮机主要数据的变化情况进行分析（表1）。
（1）燃气轮机“油改气”后历史数据
2017.05.04，联合循环机组“3+1”满负荷运行，GT1、2、3压气机效率分别为86.80%、86.80%、86.20%。此效率值为燃气轮机“油改气”后首次满负荷运行，因此压气机效率值对当前燃气轮机压气机实际效率具有可参考性。
（2）在线水洗（次/天）
2018.03.04，GT1、2、3压气机在线水洗前、后效率差分别为0.60%、0.10%、0.10%，数据显示在线水洗对GT1有一定效果，GT2、3有轻微变化。
（3）在线水洗（次/3天）
2018.03.08，间隔三天后GT1、2、3压气机在线水洗前、后效率差分别为0.80%、2.50%、1.40%，数据显示在线水洗对GT2、3效率提升明显，GT1变化不大。
（4）在线水洗（次/3天，使用65℃除盐水）
2018.03.12，再次间隔三天后GT1、2、3压气机在线水洗前、后效率差分别为0.10%、0.90%、0.30%，数据显示在线水洗对GT2效率一定幅度的提高，GT1、3变化轻微。
从以上数据表明，燃气轮机每天进行一次在线水洗其效果不明显，采取提高水洗用水的温度也未取得明显效果。燃气轮机只有适当增长在线水洗周期后，压气机效率才会一定幅度的上升。
4 结论
南迪普电站所在地区气候属于夏秋季节风沙大、冬春季节大雾天气较多，导致燃气轮机进气滤长期在高压差工况下运行。该电站三台燃气轮机为连续运行方式，其进气系统吸入的空气，虽然经过逐层过滤，但微量尘埃会导致压气机通流部分逐渐出现积垢或积盐；长期运行后会导致压气机的压缩比和效率出现一定幅度的下降。
当前，一般一天或两天进行一次压气机在线水洗。通过三台燃气轮机压气机在线水洗前、后等熵效率对比，进行极为频繁的压气机在线水洗实质上效果甚微。但由于该电站燃气轮机连续运行的特殊性，较难找到压气机离线水洗的时间窗口，定期对压气机进行在线水洗是有必要的。因此，经研究决定，将燃气轮机在线水洗执行周期改为两次/周，每周星期一、四执行，如遇沙尘暴、严重灰霾等恶劣气候，燃气轮机轮机每天进行一次在线水洗。
最后，针对不同的电厂所处的环境，决定其燃气轮机机组水洗的频率与种类。应该根据电厂的日常运行经验，或者突发事件综合考虑，适当调整水洗方法和水洗周期。
作者简介
江仕洪（1980-），男，四川巴中人,工学学士，电工高级技师，电力工程师，深圳南天电力有限公司从事生产技术工作。
蒲晓湘（1973-），女，四川西充人，硕士研究生，副教授，重庆电力高等专科学校电力工程学院教师。
论文作者:江仕洪,蒲晓湘
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
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