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浅析M701F燃机冷却空气系统运行优化
作者：张立宝
来源：《科学与信息化》2017年第09期
摘 要 伴随国民经济与社会经济的快速增长，我国的科学技术也呈现出不断增长的趋势，其中M701F型燃机设备也在逐步发生变化，而它的冷却空气系统设计与运行状况一直深受广大技术人员的关注，在综合运用联合循环理论知识、运行经验以及运行历史数据的基础之上，展开了对燃机冷却空气系统运行的优化调整与升级，为了更好地提高机组的运行效率，推动节能降耗。
关键词 燃机冷却；系统；优化
针对燃机冷却空气的运行优化，以下就是从两个部分展开的探讨。最初，是对转子冷却空气运行方式展开优化；再次，主要是针对燃机停机后通入冷却吹扫空气质量和通入冷却空气时间长短展开合理的优化。 1 转子冷却空气优化 1.1 TCA冷却器控制的优化
燃气轮机冷却系统的主要作用就是给燃气轮机热通道部件比如像静叶片、叶片持环、叶顶叶根、排气框架等部件提供冷却空气的，它的一方面是为了将热通道部件和高温烟气进行合理的隔离，其另外一方面则是为了将热通道部件吸收的热量带走或者是降低部件的温度，因而使得燃气轮机冷却系统可以为燃气轮机提供安全可靠的运行，因为燃气轮机的安全平稳是最基本、最关键的前提条件之一。冷却系统包含透明静叶冷却系统与转子冷却空气系统。其中热通道部件中的部分设备冷却不是通过冷却空气系统提供的冷却空气进行的冷却，而是通过其自身的设备构造进行的，它运用压差让空气可以在热通道的内部与表面流动展开冷却。当然对燃气轮机冷却空气系统的优化实质上就是对TCA冷却器冷却水方面的优化。燃气轮机的TCA在机组开始时，通过高压省煤器给水引出一部分用于TCA的冷却，在机组整个运转过程中高中压给水泵都保持额定压力的运转的状态。高负荷除外，尤其是在低温环境状况下，燃气轮机转子冷却空气温度都要远远低于235摄氏度的控制值。在TCA冷却器的位置处，大量热量没有经过运用就直接排入空气中，存在极为浪费的现象。因而，在确保燃气轮机转子冷却温度满足规定前提条件下，就可以通过调节高中压给水泵控制逻辑调节勺管来调节给泵压力，并将TCA回凝汽器侧调节阀、TCA回高压汽包侧调节阀的控制逻辑改为由机组负荷与转子冷却空气温度、TCA流量三者修正条件来决定的，就可以适当的提高转子冷却空气温度的控制值，为此来有效减少TCA冷却器位置的热量损失，以便更好地提升机组的运转效率[1]。 1.2 TCA冷却器控制改造
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三菱公司M701F型燃机将TCA回凝汽器侧调节阀、TCA回高压汽包侧调节阀的控制逻辑优化不可以实现对转子冷却空气温度的连续性控制。又将高中压给水泵改造液力耦合器调节控制，完成了转子冷却空气温度的连续在线控制，以便更加高效的降低热量损失与高中压给水泵的启停频率，进而合理的提高机组运转效率[2]。 2 停机后通入燃机吹扫冷却空气的优化 2.1 系统的简单介绍
图上为燃机吹扫冷却空气系统图。机组停止运转时，发电机解列以后，燃机保持在3000rpm运转5分钟，并将燃机热通道进一步降温，这是为避免温度过高。机组盘车投入以后燃机通道依旧保持比较高的温度，这是因为自然对流作用，高温空气向上流动，低温空气向下流动，造成燃机上半缸金属温度超过下半缸温度，且随着时间的逐步推移，上下缸的温度差增大，燃机形成猫拱背凸显。造成动静间隙缩小，增加动静摩擦的概率。假如上下缸的温度差大于一定值就会危及整个机组的安全平稳运转。为有效避免上述现象的出现，就要设置有燃机吹扫冷却空气，当机组停运转速降低到300rpm的时候，就需要投入燃机吹扫冷却空气。 2.2 存有的主要问题
当机组停运后投入吹扫空气的时，尤其刚刚投入到冷却空气时，压缩空气系统负荷极大，常常会出现压缩空气过低而报警，甚至有的时候一台空压机运转出现过负荷的状态，这就会对压缩空气系统的安全平稳运转造成较大的隐患；与此同时因为压缩空气用量加大，就会加大空压板的运转时间，从而增加了空压机系统的用电量。 2.3 优化改造
关于燃机吹扫冷却空气，可以从两个主要部分开始进行优化工作。第一个部分，对于吹扫空气量比较大时，就采用关小燃机吹扫冷却空气供气阀的方式，当在进行优化化之前就将燃机吹扫冷却空气供气阀处在全开位置，停机后持续吹扫的时间为15个小时。当然为了可以更好地寻找优化运行方法，针对燃机吹扫空气供气阀的开度做了多次试验与调整。
且经过多次试验观察，最后确定机组的燃机吹扫空气供气阀的开度为1.5圈左右。紧接着为了可以有效地降低冷却空气对燃机的冷却效果，并同时对吹扫的时间做出了相应的改变，将原来的上下缸温差温差-5度时候阀门关闭后，间歇性启停空压机，同样经过观察停机之后燃机上下缸温差都在比较正常的范围之内。经过最后的优化，吹扫冷却空气的工作状况可以更改为：燃机吹扫空气供气阀为1.5圈开度，停机以后达到温差阀门关闭后间歇性启停空压机。在其更改之后，不光可以有效地避免机猫拱背现象的出现，还同时可以降低压缩空气的消耗量，当机组全部停运以后，维持压缩空气系统的正常运转，在一定程度上达到了较好的节能减排效果，可以更好地实现效益的可持续发展[3]。 3 结束语
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综上所述，最近几年来，由于受电力供需形势与天然气市场等多方面因素的影响，燃机电厂的生产运行趋势变得日益严峻。正因为在这样的背景下，节能减排的工作就成为首要任务。以上就是通过对燃机冷却空气系统运转展开的优化调整，为了提升机组的运行效率，推动节能降耗，以便达到提高经营效益，更好的为国内同类型机制提供参考依据。 参考文献
[1] 李建军. 燃机转子冷却空气余热利用系统优化方案的研究[J]. 中国电业（技术版），2016，（01）：67-70.
[2] 孟飞. M701F燃机冷却空气系统运行优化[J]. 贵州电力技术，2016，（05）：83-85. [3] 袁野，黄发安. M701F燃气轮机转子冷却系统优化改造[J]. 华电技术，2014，（06）：54-55，58，79.