浙江浙能电力股份有限公司萧山发电厂
摘要：介绍了燃气-蒸汽联合循环机组的燃气轮机离线水洗系统结构，并通过离线水洗前后机组参数比较其经济性，介绍了国内外燃气轮机水洗相关研究进展。
关键词：燃气轮机，压气机，离线水洗，经济性分析。
0 引言
本厂燃气-蒸汽联合循环机组设计出力为401MW，其中燃气轮机为西门子V94.3A型，由压气机、燃烧室及透平组成，燃料为天然气。压气机采用多级轴流设计，共15级，压比16.9，设有2级防喘放气，进气道进口布置粗滤、精滤。
压气机对燃机整体性能影响很大，研究表明一般情况下压气机效率变化1%，将使装置效率1.8%～3%。空气中含有灰尘、油污、花粉等颗粒污染物，导致压气机通流部分结垢，不但会引起压气机处理下降、机组功率下降和热耗升高，对叶片产生腐蚀而降低机组寿命，会使压气机的运行点向喘振边界线靠近，从而恶化了机组运行的可靠性。因此，定期清除压气机通流部分的结垢，使燃气轮机的功率和效率在较长时间内不下降或者下降比较缓慢成为了燃机运行的一项重要任务。
1 压气机的水洗方法
根据西门子公司提供的技术资料要求，压气机离线水洗要求如下：
1.1 燃机停运后盘车6个小时以上，使燃机各部件充分冷却。
1.2 使用爱尔克林清洗液，与除盐水按照1：10的比例配好约500L清洗液。
1.3 全开IGV导叶、压气机进气挡板和余热锅炉烟囱挡板，打开燃机底部各疏水阀。
1.4 使用射流喷嘴，喷入清洗液，完成浸泡过程。
1.5 启动燃气轮机水洗程序，待燃机转速升至7Hz时喷入雾化清洗液，直至清洗液用完。
1.6 按照水洗清洗液操作过程，用除盐水对压气机叶片漂洗2～3次。
1.7 漂洗结束后，待各疏水阀排尽，启动机组进行干燥。
2 压气机离线水洗前后工况比较及经济性分析
本厂燃机机组受电网一次调频制约，一般情况不进入OTC模式运行，故采用相同负荷下的工况比较及气耗率等参数进行比较更为适合。以下选取了离线水洗前后相同环境温度、天然气热值工况下的机组参数以作比较。
3 压气机离线水洗注意事项
3.1 保证足够的疏水时间。如果没有疏尽存水，可能会因压气机相连的防喘放气管道、透平冷却空气管道带水而导致机组故障。某厂燃机机组曾有一次因水洗后疏水时间过短，机组启动后防喘放气管道震动大，造成燃机底部5级防喘放气阀位置开关状态消失。
3.2 水洗前确认燃机盘车时间已超过6小时，环境温度大于5℃。但燃机机组一般采用两班制的运行方式，启停间隔较短。6小时的盘车加上水洗、干燥的时间有时不能满足实际运行需要，这种情况下，可以通过加速燃机热通道冷却的方式将水洗前盘车的要求缩短至4小时。一般可以停机前低负荷运行数分钟，停机后保持压气机进口挡板和余热锅炉烟囱挡板开启状态，来加速燃机热通道的冷却。但这样会加速冷却余热锅炉，降低启动前的锅炉参数，延长机组启动时间。
3.3 如果水洗后燃机不并网，应启动至全速空载运行20~30分钟，对热通道干燥，防止残留清洗液腐蚀部件。同时还应对天然气扩散管道进行疏水，防止因天然气管道积水点火失败。
4 压气机水洗相关研究进展
国内外学者对燃气轮机水洗策略模型已进行了较深入研究。Rao 等人提出应该根据现场观测的压气机实际结垢状况，决定机组的在 线和离线水洗周期。虽然通过现场观察的方法决定燃气轮机的离线水洗周期准确合理，但是需要投入大量的时间和财力。颜学翔采用压气机压比降作为洁净燃料机组的水洗判定依据，指出不同运行工况下的机组应采取不同的水洗策略。采用压气机压比降作为离线水洗的判断标准，针对烧洁净燃料的燃气轮机压气机有较好的适用性。软件仿真燃气轮机不同性能损失程度下的离线水洗收益和损失，可求得最佳的离线水洗周期，虽然方法简便，但是往往与实际情况有一定的出入。Fabbri提出了一个无量纲指数NIC，并根据其变化计算压气机的最佳离线水洗周期。Schneider通过在不同压气机上进行不同频率的在线水洗，找到水洗效果最好的在线水洗方法。通过比较在多组压气机上实施不同频率水洗的效果来求得最佳水洗周期的方法，花费时间太长、成本太大。
参考文献
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论文作者:金晶
论文发表刊物:《电力技术》2016年第7期
论文发表时间:2016/10/18
标签：燃气轮机论文; 离线论文; 机组论文; 疏水论文; 洗液论文; 挡板论文; 工况论文; 《电力技术》2016年第7期论文;