9FA燃机水洗系统解析

9FA燃机水洗系统解析

丁杰

江苏华电戚墅堰发电有限公司 江苏 常州 2013011

摘  要：燃气轮机在运行一段时期以后，为了恢复压气机的性能，要求定期对其通流部件进行清洁。本文旨在通过对燃机压气机水洗系统的分析、解读，全面掌握水洗过程控制，完成控制系统的国产化自主改造，保障机组运行的可靠性和安全性。

关键词：燃机压气机、水洗、PLC

0 引言

某电厂现有GE公司S109FA燃气-蒸汽联合循环发电机组，机组投运已十余年，控制系统硬件设备已不能满足机组长期运行要求，通过燃机控制系统（TCS）国产化自主改造，全面更新控制系统硬件设备及软件系统。分析、解读燃机压气机水洗系统，全面掌握水洗过程控制，完成控制系统的国产化自主改造。为机组水洗系统的试验及正常投运提供技术支持。

1 概述

燃气轮机运行一段时期以后为了恢复它的性能，要求定期对通流部件进行清洁。一些油性的污染物，如碳氢化合物烟气，必须用含有洗涤剂的水溶液将它们清洗掉。对于烧天然气的燃气轮机机组，配备有压气机水洗装置。

通常可采用两种水洗方法，在线水洗和离线水洗。机组在接近基本负荷、IGV全开时，将水喷向压气机进行清洗的方法称在线水洗。当机组以冷拖方式运行，向压气机喷射清洗液进行清洗，则是离线水洗。在线水洗的优点是可以在不停机的状态下完成，但它的效果没有离线水洗好，因此在线水洗不能替代离线水洗。

水洗模块装置具有“自动在线清洗”、“轮间温度报警”和“水箱温度控制”三个控制电路。接线盒控制面板用于支持与最多4台燃气轮机控制系统进行通信。逻辑功能由位于电气控制中心内的可编程控制器（PLC）完成。模块的操作由中央控制室进行控制。

2 压气机在线水洗

压气机在线水洗需具备的条件：1、机组在运行状态；2、IGV开度大于70°；3、压气机进口气温和水洗的水温大于10℃；4、IBH在关闭状态，且未采取强制关闭措施。

在线水洗操作步骤：检查水洗气动门前三通阀在中间位置、水洗水箱液位大于800mm等允许条件满足后，操作员控制机组负荷略低于基本负荷，使燃气轮机从温度控制过渡到转速控制，在“On Line Water Wash”画面上，点击“ON”，在线水洗正式开始，水洗泵启动，并持续15min，在30min时结束在线水洗程序。

3 压气机离线水洗

压气机离线水洗需具备的条件：1、左右轮间平均温度小于65℃；2、水洗水温与轮间温度差小于66.7℃；3、压气机入口气温大于4℃，水洗水温大于10℃（最好在60～90℃）；4、水洗前已安排压气机进气道及IGV人工清擦。

离线水洗操作步骤：强制解除L3CP、L4CT、低真空和发电机氢压保护，检查水洗水箱温度、EH油系统等辅助设备，使得“GT Start Permissives”及“ST Start Permissives”条件全部满足。在Start-up”画面，点击“Mode Select”栏下“Off”键”，点击“Generator Mode”功能块“Off”键，选择“Off Line Water Wash”画面，点击“On”,选择“Startup”画面，点击“Crank Start”开始水洗。机组启动LCI后，IGV全开至88°，升至480rpm左右自启动水洗泵和开离线电磁阀喷水1次（启泵5秒后开电磁阀55秒停泵关电磁阀），转速升至540rpm。选择“Off Line Water Wash”画面，点击“Initiate Wash”，自启动水洗泵和开离线电磁阀进行清水预洗涤1次，转速开始下降。停泵4分钟、转速升至435rpm，自启动水洗泵和开离线电磁阀洗涤第1次，调整洗涤剂箱二次门（洗涤剂箱二次门全开，流量计读数约28），使每次喷洗涤剂量在12加仑，相应液位计下降10cm。重复洗涤5次，转速下降至340rpm左右再喷洗涤剂1次（1分钟）。转速下降至165rpm，连续喷洗涤剂约8～9分钟至35rpm停止，同时调整洗涤剂箱二次门（关闭后开85°），使洗涤剂流量计读数为原来的1/6(这次应喷入洗涤剂14加仑，相应液位计下降12cm)。检查IGV全关，盘车自动投入、浸泡20分钟。浸泡20分钟完成后，进入“Off Line Water Wash”画面，点击“Initiate Rinse”,转速开始上升，使转速＞35rpm IGV至88°，转速至435rpm开始漂洗（水洗泵长开，电磁阀喷水55秒，停喷3分35秒），MarkⅥ将自动完成100次脉冲清洗。点击“5 Extra Rinse”可以增加5次脉冲清洗，直至水质化验合格。进入“Off Line Water Wash”画面，点击“end Rinse”，水洗泵停止。进入“Startup”画面，点击“Stop”转速下降。进入“Off Line Water Wash”画面，点击“Off”结束水洗程序。

通过一系列的操作，完成离线水洗清洗浸泡-加洗涤剂清洗-漂洗过程。

4 水洗模块PLC控制器

现控制水洗模块的PLC系统采用硬件版本为GE Fanuc VersaMax，IO信号通道使用共21个DI点，16个DO点。组成的逻辑组态有：水洗泵启动允许条件、水洗泵主控制信号等。能够支持最多4台燃气轮机对其的控制。

5、结语

中国南方的燃机机组在迎峰度夏期间，还要面临汛期和台风的考验，雨水充足造成湿度较大的环境，考验着设备运行的稳定性、安全性。压气机水洗系统的正常运行，能够减少污染物在内部零件上的沉积，减少燃气轮机的性能损失。因此及时对水洗系统进行深入的剖析和解读，对减小设备异常发生的可能性有着不容忽视的意义。

参考文献

[1]联合循环机组系统图，江苏华电戚墅堰发电有限公司

[2]戚墅堰TCS国产化改造调试大纲，江苏华电戚墅堰发电有限公司。