PG9351FA型燃气轮机排气框架冷却系统简介

PG9351FA 型燃气轮机排气框架冷却系统简介

杨涛

浙江浙能镇海发电有限责任公司 315200

某燃气电厂联合循环为单轴布置，从相反于燃气排气方向输出功率，正常运行时的转速3000转/分钟，从发电机向燃机看转子为逆时针旋转。燃气轮机型号为PG9351FA型、汽轮机型号为D10-50-150型、发电机为390H型全氢冷发电机、余热锅炉为HG-9FA-285.4-9.87/566.5-3P（R）型组成。轴系配置为燃机-汽机-发电机，分别为燃气轮机转子、汽轮机高中压转子、汽轮机低压转子和发电机转子四段。机组共有四个临界转速点：一阶971r/min；二阶1026r/min；三阶1683r/min；四阶1782r/min。

1.PG9351FA型燃气轮机排气框架的冷却系统简介

1.1PG9351FA型燃气轮机排气框架外缸与透平气缸后法兰用螺栓固定。内缸通过拉杆螺栓与透平后端轴固定。#2轴承被支撑与其内缸中，用径向肋板将内缸与外缸固定。因为每个径向肋板和冷却气流相交，这就确定了内缸和#2轴承的位置，为控制转子相对于静子的中心位置，这些径向肋板都设有冷却通道，冷的气流通过周向气隙对排气框架进行冷却（如图1.2所示）。

排气框架冷却空气由排气框架冷却风机提供，这股冷却空气由排气框架外缸经过肋板周向气隙冷却通道进入内缸，沿着内缸上的冷却通道进入第３级叶轮后空间，最后排入排气扩散段之前的主气流（如图1.1所示）。因排气框架冷却只有通过排气框架冷却风机送风冷却，若排气框架冷却风机均故障会引起机组跳闸，因此要重视排气框架冷却风机运行情况。

1.2悉知排气框架冷却风机的运行逻辑是运维的基本要求，现列出某燃气电厂排气框架冷却风机运行逻辑：

a) 正常运行启动阶段，当转速达到95%以上时即运行，为排气框架提供冷却空气；

b) 水洗被选择，水洗条件满足后即运行，防止水洗中的水进入到排气框架中对设备造成损伤；

c) 机组清吹计时期间即运行，吹扫走可能漏入排气框架中的可燃气体，防止爆燃；

d) 框架风机出口压力低开关(63TK-1、63TK-2)压力低于25inH₂O启动备用冷却风机；

e)63TK-1、2都动作（动作值25inH2O）；c) 88 TK-1、2开关都在分开位置；燃机自动降负荷

图1.1 排气框架冷却流程

图1.2 排气框架冷却流程(黑框所示)

2.可能引起排气框架冷却故障的原因

2.1因排气框架冷风机故障。排气框架冷却风机故障是造成排气框架冷却故障的主因，因此要重视排气框架冷却风机运行和维护。

2.1.1在运行中应做出以下措施：

1. 加强监视排气框架冷却风机的额压力和电流，就地巡检检查排气框架冷却风机及电机等运行情况；

2. 每周1次定期对电动机轴承温度进行监视、分析，若出现异常及时调整运行方式，安排检修。

2.1.2对于维修应做出以下措施：

1. 排气框架冷却风机在检修中要对排气框架冷却风机全面细致进行检查，包括轴承、风机叶片、联轴器等；

2. 对排气框架冷却风机运行逻辑进行检查校验，确保逻辑合理正确；

3. 根据风机运行情况，定期对风机电动机进行补油，防止油脂少而磨坏轴承等部件；

4. 电动机安装方式选用更好的立卧两用电动机；

5. 加强排气框架冷却风机日常维护，如采用国产电机可缩短采购周期，或备用优质进口电机，定期清理排气框架冷却风机进口滤网、定期校验仪控设备、采用优质轴承等措施。

2.2因#2轴承区域冷却故障。由图纸可以看出，排气框架被冷却之后的风进入到#2轴承区域，与#2轴承区域风机送风汇合排入到排气扩散段前的主气流，因此#2轴承区域温度高也会影响到排气框架冷却。

造成#2轴承区域温度高的原因可能有以下原因：

1. #2轴承区域风机故障；

2. #2轴承区域冷却进风滤网堵塞；

3. #2轴承腔室温度测点故障；

4. #2轴承磨损，运行中摩擦产热量增多；

5. #2轴承区域密封不良，大量热气漏入；

6. 因四季变化，夏季气温较高，进入#2轴承区域的冷却空气温度也较高；

对于因#2轴承区域温度高造成的排气框架冷却故障要及时发现问题，及时调整运行方式，及时消除缺陷，以免引起机组非停事故。

3.结束语

提高燃气轮机燃烧温度可以提高燃气轮机效率，随着科学的发展，现在已经可以将燃烧提到极高的温度，这也会造成燃气轮机排气温度很高，温度提高对设备的零部件也造成威胁，在提高材料耐温程度的同时，设计高效的冷却系统也是极其重要的，本文介绍了PG9351FA型燃气轮机排气框架的冷却系统以及可能造成故障的原因，为燃机电厂运行和维护提供一些建议。