某燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化的技術(shù)改造

引言

某9E燃?xì)廨啓C(jī)電廠采用GE公司生產(chǎn)的PG9171E型燃?xì)廨啓C(jī),于1996年投產(chǎn),之后一直用作調(diào)峰發(fā)電。隨著對該9E燃?xì)廨啓C(jī)的深入了解,發(fā)現(xiàn)其透平間抽風(fēng)機(jī)和負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)設(shè)計冗余不夠,未設(shè)計在線備用切換風(fēng)機(jī),對機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成一定威脅。雖然該電廠已制作了備用風(fēng)機(jī),但出現(xiàn)故障時更換風(fēng)機(jī)所需要的時間較長,無法滿足電網(wǎng)的應(yīng)急需求。

1燃?xì)廨啓C(jī)原通風(fēng)系統(tǒng)概述

機(jī)組原通風(fēng)系統(tǒng)布置如圖1所示。

圖1機(jī)組原通風(fēng)系統(tǒng)布置圖

燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)由透平間和負(fù)荷間通風(fēng)系統(tǒng)組成。燃?xì)廨啓C(jī)需要全天候運(yùn)行,其機(jī)組被安裝在完全密閉的罩殼內(nèi)部,輔機(jī)間、透平間還有負(fù)荷間的頂壁和四周均鋪設(shè)了具有良好隔熱性能的裝配材料,以便控制這兩個區(qū)域的空氣溫度并維持艙室的設(shè)計溫度,為機(jī)組提供理想的運(yùn)行環(huán)境。因此,無論是輔機(jī)間、透平間還是負(fù)荷間 ,艙室溫度均需要進(jìn)行24h控制。為達(dá)到這一要求,燃?xì)廨啓C(jī)在各艙室頂部安裝了通風(fēng)系統(tǒng),以保證艙室內(nèi)部空氣始終處于流通的狀態(tài)。

2燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

2. 1透平間抽風(fēng)系統(tǒng)原理

透平間抽風(fēng)機(jī)負(fù)責(zé)輔機(jī)間和透平間的通風(fēng)冷卻,設(shè)計使輔機(jī)間溫度始終被控制在60℃以內(nèi),透平間溫 度被控制在80℃以內(nèi),箱體內(nèi)外將始終處于0.05～0.1 kPa 的微負(fù)壓狀態(tài),使空氣由輔機(jī)間流向透平間被抽風(fēng)機(jī)抽走,解決透平間熱量向輔機(jī)間傳遞的問題[1] 。就設(shè)備本身而言,一旦透平間抽風(fēng)機(jī)88BT出現(xiàn)故障,將會導(dǎo)致輔機(jī)間和透平間冷卻風(fēng)量瞬時失去,使透平間內(nèi)熱通道部件工況發(fā)生變化,引起燃?xì)廨啓C(jī)振動增大,同時高溫還會威脅到透平間和輔機(jī)間內(nèi)的熱工元件以及輔機(jī)和油系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.2負(fù)荷間送風(fēng)系統(tǒng)原理

負(fù)荷間通風(fēng)冷卻依靠負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)88VG來完成,其作用如下:其一,將負(fù)荷間溫度控制在180℃左右:其二,將艙室內(nèi)部空間維持在微正壓狀態(tài)。一旦負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)88VG出現(xiàn)故障,將直接導(dǎo)致負(fù)荷間溫度升高,威脅到燃?xì)廨啓C(jī)24個排煙熱電偶,改變?nèi)細(xì)廨啓C(jī)3#軸瓦的工作溫度場,引起燃?xì)廨啓C(jī)振動上升,并且一旦負(fù)荷間軸隧溫度達(dá)到250℃,燃?xì)廨啓C(jī)將會自動減負(fù)荷停機(jī)。2.3通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

由此可見,燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)具有十分重要的作用,一旦出現(xiàn)故障,將無法對處于運(yùn)行狀態(tài)的燃?xì)廨啓C(jī)的透平間、負(fù)荷間溫度加以控制,若透平間、負(fù)荷間溫度超過規(guī)定值[2] ,將直接導(dǎo)致機(jī)組非計劃停運(yùn)。而該9E燃?xì)廨啓C(jī)原僅有一臺透平間抽風(fēng)機(jī)和一臺負(fù)荷間送風(fēng)機(jī),一旦出現(xiàn)故障,均無在線備用風(fēng)機(jī)及時進(jìn)行切換,存在很大的安全隱患。

3技術(shù)重難點(diǎn)和優(yōu)化方案

3.1技術(shù)重難點(diǎn)

(1)燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的實質(zhì)原因是原機(jī)組設(shè)計的冗余量不足,最常見的優(yōu)化方法是增加一臺同容量的風(fēng)機(jī)作為備用風(fēng)機(jī)。經(jīng)過現(xiàn)場實地勘察,原機(jī)組的兩臺風(fēng)機(jī)設(shè)置在燃?xì)廨啓C(jī)排氣出口頂部,受熱輻射較為嚴(yán)重,而且機(jī)組設(shè)計之初并沒有預(yù)留設(shè)置備用風(fēng)機(jī)的場地和氣流、動力電纜、控制電纜等通道,這和目前改造后的同機(jī)組設(shè)置有很大不同,缺乏相關(guān)的參考技術(shù)資料。

(2)該電廠燃?xì)廨啓C(jī)已改為艾默生的0VAT10N控制系統(tǒng),和GE原MarkV控制系統(tǒng)有一定的差別,改造后的系統(tǒng)啟動控制、風(fēng)機(jī)故障自動切換等程序的修改等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),需要專業(yè)技術(shù)人員執(zhí)行。

3.2 方案選擇

燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計布置如圖2所示。

圖2燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計布置

該電廠依據(jù)原機(jī)組風(fēng)機(jī)參數(shù),各仿制了一臺透平間抽風(fēng)機(jī)和一臺負(fù)荷間送風(fēng)機(jī),作為燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)故障時的緊急應(yīng)對措施,但更換時間較長,不能滿足調(diào)峰電廠對機(jī)組的應(yīng)急要求。目前部分9E同類型燃?xì)廨啓C(jī)電廠對燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造,是基于其原風(fēng)機(jī)位于機(jī)組箱體地面左右兩側(cè),若將原風(fēng)機(jī)移至左右兩側(cè)地面,雖然機(jī)組設(shè)置更加合理,但由于風(fēng)機(jī)揚(yáng)程的限制,原機(jī)組的風(fēng)機(jī)以及風(fēng)道等都將不再適配,代價較大。而且目前這種風(fēng)機(jī)改造優(yōu)化設(shè)計缺少大量理論數(shù)據(jù)支持,優(yōu)化方案需要進(jìn)行多次試驗,周期長、成本高。

經(jīng)過實地考察分析,從安全性、經(jīng)濟(jì)性方面考慮,最終選擇擴(kuò)容新增風(fēng)機(jī)設(shè)計布置如下:在燃?xì)廨啓C(jī)透平間右側(cè)和煙道前方增加剛性風(fēng)機(jī)平臺,將原機(jī)組風(fēng)機(jī)移出排氣煙道上方,和新增風(fēng)機(jī)一起置于該平臺,以減少排氣煙氣熱輻射,且獲得更好的布置方式,還很好地滿足了電廠日常巡檢和檢修要求。

3.3新增MCC小室方案

因新增多臺備用風(fēng)機(jī)等,而原控制室內(nèi)沒有配置多余MCC柜開關(guān)抽屜,需新增一個MCC小室,MCC小室內(nèi)配置MCC柜 ,以滿足新增設(shè)備的使用功能。

MCC小室供應(yīng)項目清單如表1所示。

3.4具體組態(tài)配置

3.4. 1 透平間抽風(fēng)機(jī)程序優(yōu)化

原機(jī)組通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計有一臺透平間抽風(fēng)機(jī)88BT和一臺負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)88VG,88BT在燃?xì)廨啓C(jī)啟動零轉(zhuǎn)速以上自動投運(yùn),停機(jī)熄焰后退出,60min后,88BT再次投入,在燃?xì)廨啓C(jī)Co3滅火保護(hù)系統(tǒng)投入時88BT退出,透平間溫度高開關(guān)36BT- 1高于149 ℃報警。增加一臺 透平間抽風(fēng)機(jī)88BT-3后的88BT- 1/3信號及邏輯聯(lián)鎖設(shè)計如下。

(1）88BT-1/3信號列表如表2所示。

(3）優(yōu)化后88BT-1/3邏輯聯(lián)鎖實現(xiàn)功能如下:

1）兩臺風(fēng)機(jī)具備預(yù)選功能 ,可以選擇任一風(fēng)機(jī)首先啟動:

2）兩臺風(fēng)機(jī)具備切換功能,機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下,可任意切換運(yùn)行的風(fēng)機(jī):

3）在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下 ,33BT- 1/53BT- 1聯(lián)鎖啟 動88BT-3風(fēng)機(jī),任一條件動作則啟動88BT-3風(fēng)機(jī):

4）在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,33BT-3/53BT-3聯(lián)鎖啟動88BT- 1風(fēng)機(jī),任一條件動作則啟動88BT- 1風(fēng)機(jī):

5）在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,30BT-1聯(lián)鎖啟動88BT-3 風(fēng)機(jī) ,若出現(xiàn)88BT-1電氣故障則啟動88BT-3風(fēng)機(jī):

6）在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,30BT-3聯(lián)鎖啟動88BT-1 風(fēng)機(jī),若出現(xiàn)88BT-3電氣故障則啟動88BT- 1風(fēng)機(jī)。

3.4.3負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)程序優(yōu)化

負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)88VG檢測到火焰后,88VG投入,熄焰后直至負(fù)荷間溫度低于35℃,88VG退出,在燃?xì)廨啓C(jī)Co3滅火保護(hù)系統(tǒng)投入時88VG退出,負(fù)荷間溫度高開關(guān)36VG-1高于304℃報警,軸隧溫度高TT1B1達(dá)到350℃, 并網(wǎng)前會自動停機(jī),并網(wǎng)后會自動減負(fù)荷。增加一臺負(fù)荷間送風(fēng)機(jī)88VG-3后的88VG-1/3信號及邏輯聯(lián)鎖設(shè)計如下。

(1）88VG-1/3信號列表如表3所示。

(3）優(yōu)化后88VG- 1/3邏輯聯(lián)鎖實現(xiàn)功能如下:

1）兩臺風(fēng)機(jī)具備預(yù)選功能 ,可以選擇任一風(fēng)機(jī)首先啟動:

2）兩臺風(fēng)機(jī)具備切換功能,機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下,可任意切換運(yùn)行的風(fēng)機(jī):

3）在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下 ,33VG- 1/52VG- 1聯(lián)鎖啟動88VG-2風(fēng)機(jī),任一條件動作則啟動88VG-2風(fēng)機(jī):

4）在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,33VG-2/52VG-2聯(lián)鎖啟動88VG- 1風(fēng)機(jī),任一條件動作則啟動88VG- 1風(fēng)機(jī):

5）在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,30VG-1聯(lián)鎖啟動88VG-2 風(fēng)機(jī) ,若出現(xiàn)88VG-1電氣故障則啟動88VG-2風(fēng)機(jī):

6）在機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下,30VG-2聯(lián)鎖啟動88VG- 1 風(fēng)機(jī) ,若出現(xiàn)88VG-2電氣故障則啟動88VG- 1風(fēng)機(jī)。

3.4.3風(fēng)機(jī)信號聯(lián)絡(luò)表

通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化后的風(fēng)機(jī)信號聯(lián)絡(luò)表如表4所示。

3.4.4畫面修改

在燃?xì)廨啓C(jī)"UNITCoNTRoL"下的"MoToRs"畫面上增加了88TK-3的控制和狀態(tài)顯示 ,如圖3所示。

3.5 靜態(tài)、動態(tài)試驗和調(diào)試

就地接線和邏輯修改完成后,接下來進(jìn)行信號傳動、靜態(tài)邏輯測試、動態(tài)試驗等工作,電氣數(shù)據(jù)如表5所示。

4結(jié)語

綜上所述,通過調(diào)試和試運(yùn)行,燃?xì)廨啓C(jī)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化后能在一臺常用風(fēng)機(jī)停用后迅速啟動備用風(fēng)機(jī),并能保持輔機(jī)間、透平間和負(fù)荷間溫度基本保持不變,維持燃?xì)廨啓C(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。這表明機(jī)組在風(fēng)機(jī)發(fā)生故障后 ,這個通風(fēng)系統(tǒng)仍能保持正常運(yùn)行 ,使運(yùn)行可靠性得到了顯著提高,從而有效消除了風(fēng)機(jī)故障造成非計劃停運(yùn)和事故的隱患,系統(tǒng)優(yōu)化改造達(dá)到了預(yù)期效果。