M701F燃?xì)廨啓C(jī)高速盤車淺析

李響

摘? 要：M701F燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)后，由SFC帶動(dòng)機(jī)組升速至710r/min左右，維持該轉(zhuǎn)速運(yùn)行，此操作稱為高速盤車。本文系統(tǒng)闡述了高速盤車的作用、高速盤車投入有哪些限制條件、機(jī)組停機(jī)后高速盤車?yán)鋮s投入的原則以及SPIN與GT SPIN COOLING的區(qū)別和聯(lián)系等，結(jié)合筆者工作實(shí)際表明，高速盤車是燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)重要組成部分，我廠機(jī)組長期運(yùn)行以來很少執(zhí)行GT SPIN COOLING，而SPIN執(zhí)行情況較多，多用于離線水洗，或機(jī)組啟動(dòng)前試運(yùn)。

關(guān)鍵詞：高速盤車? SPIN? GT SPIN COOLING? 燃?xì)廨啓C(jī)

中圖分類號：TM621 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2021）03（a）-0054-03

Analysis of M701F Gas Turbine High Speed Barring

LI Xiang

（Beijing Jingfeng Gas Power Generation Co.， Ltd.， Beijing， 100074 China）

Abstract： After M701F gas turbine is shut down， SFC drives the unit to speed up to about 710r / min to maintain the speed. This operation is called high speed barring. This paper systematically describes the role of high-speed barring， the restrictive conditions of high-speed turning input， the principle of high-speed turning cooling after unit shutdown， the difference and connection between spin and GT spin cooling， etc. combined with the author's work practice， it is shown that high-speed barring is an important part of gas turbine system， and GT spin has rarely been implemented in our plant for a long time However， spin is often used for offline water washing or trial operation before unit start-up.

Key Words： High speed barring; Spin; GT SPIN COOLING; Gas turbine

M701F燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)后，由SFC帶動(dòng)機(jī)組升速至710r/min左右，維持該轉(zhuǎn)速運(yùn)行，此操作稱為高速盤車[1]（如圖1所示）。本文將重點(diǎn)論述以下問題：（1）高速盤車的作用是什么？（2）高速盤車投入有哪些限制條件？（3）機(jī)組停機(jī)后高速盤車?yán)鋮s投入原則有哪些？（4）SPIN與GT SPIN COOLING有什么區(qū)別和聯(lián)系？

1? 高速盤車的作用

高速盤車（見圖1）的作用主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面[2]。

（1）高速盤車是能實(shí)現(xiàn)快速冷卻的目的，具體表現(xiàn)在：

①縮短燃?xì)廨啓C(jī)檢修等候時(shí)間，燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)后，通過高速盤車，可由自然冷卻72h縮短到約10h[3]。②高速盤車還可以有效對余熱鍋爐進(jìn)行降溫，縮短余熱鍋爐檢修的等候時(shí)間。③機(jī)組停機(jī)后，如吹掃空氣不能正常投入運(yùn)行，上下缸溫差大，造成缸體變形，動(dòng)靜間隙因此變小，產(chǎn)生貓拱背現(xiàn)象。高速盤車可以是冷卻更均勻，保證動(dòng)靜間隙在允許范圍內(nèi)，為再次啟動(dòng)做好準(zhǔn)備[4]。

其中，貓拱背是指機(jī)組停機(jī)后，燃?xì)廨啓C(jī)的熱通道仍然保持較高溫度，由于自然對流作用，高溫空氣向上流動(dòng)，低溫空氣向下流動(dòng)，導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)上半缸金屬溫度大于下半缸金屬溫度，隨著時(shí)間的推移，上下缸溫差增大，燃?xì)廨啓C(jī)形成貓拱背現(xiàn)象[5]（如圖2所示）。如果上下缸溫差超過一定值將危機(jī)機(jī)組安全運(yùn)行。為避免上述現(xiàn)象，軟汽輪機(jī)設(shè)置有空氣冷卻吹掃機(jī)制，每當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)停運(yùn)后，需留意冷卻吹掃空氣投入運(yùn)行情況。如冷卻吹掃空氣運(yùn)行因故無法進(jìn)行時(shí)，可采用高速盤車，降低燃?xì)廨啓C(jī)熱通道部件溫度，防止“貓拱背”變形過大。

（2）機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，若點(diǎn)火失敗，燃?xì)廨啓C(jī)將跳機(jī)，這種情況下，機(jī)組重新啟動(dòng)前應(yīng)高速盤車運(yùn)行一段時(shí)間，對燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行吹掃，以排凈排氣管道中可能的殘余燃?xì)狻?/p>

（3）機(jī)組檢修完畢或長期停機(jī)后，在重新啟動(dòng)前需高速盤車運(yùn)行，以檢查啟動(dòng)裝置是否工作正常，燃?xì)廨啓C(jī)各部件是否完好。

（4）燃?xì)廨啓C(jī)水洗時(shí)采用高速盤車可加強(qiáng)燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)水流沖擊，使水洗達(dá)到更好的效果，并且水洗完成后，采用高速盤車將燃?xì)廨啓C(jī)吹干。

2? 高速盤車限制條件

高速盤車限制主要是受燃?xì)廨啓C(jī)缸體溫度和壓氣機(jī)缸橢圓變形的形象。

（1）燃?xì)廨啓C(jī)熄火后1.5h內(nèi)，由于壓氣機(jī)缸體的冷卻收縮不同發(fā)生橢圓形變形，可能發(fā)生動(dòng)靜接觸，所以禁止高速盤車，因此燃?xì)廨啓C(jī)熄火后1.5h后，方可進(jìn)行高速盤車。

其中，橢圓形變形是指燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)后，由于快速冷卻，導(dǎo)致壓氣機(jī)出口靜葉環(huán)快速冷卻收縮，由于出口靜葉環(huán)在上下缸分界面處較厚，導(dǎo)致整個(gè)靜葉環(huán)收縮不均，發(fā)生橢圓形變形（如圖3所示）。將導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子在壓氣機(jī)出口汽缸中分面處間隙縮小，可能發(fā)生摩擦。為避免摩擦發(fā)生，當(dāng)快速冷卻收縮完成后方允許啟機(jī)[6]。

（2）高速盤車啟動(dòng)缸溫差限制：燃?xì)廨啓C(jī)透平上下缸溫差<110℃;燃兼缸（燃燒室）上下缸溫度<60℃。

（3）高速盤車的最大連續(xù)運(yùn)行時(shí)間必須限制在下列規(guī)定值值內(nèi)，防止因?yàn)閴簹鈾C(jī)內(nèi)缸的橢圓變形而產(chǎn)生摩擦;輪間溫度最高值≥220℃時(shí)，高速盤車最大運(yùn)行時(shí)間為3min;155℃≤輪間溫度最高值≤220℃時(shí)，高速盤車最大運(yùn)行時(shí)間為5min;輪間溫度最高值≤155℃時(shí)，高速盤車可連續(xù)運(yùn)行。

另外，如果燃?xì)廨啓C(jī)在運(yùn)行中跳閘，在沒有查出具體原因消除缺陷前，禁止投入高速盤車。

3? 停機(jī)后高速盤車?yán)鋮s投入原則

為了滿足設(shè)備檢修要求，如果停機(jī)后需要進(jìn)行高速盤車?yán)鋮s，除了遵循高速盤車的限制條件外，可參照以下原則執(zhí)行：

（1）燃?xì)廨啓C(jī)在熄火后1.5h內(nèi)，不能高速盤車。因?yàn)檫@時(shí)壓氣機(jī)已經(jīng)產(chǎn)生橢圓形變形，動(dòng)靜間隙減小，系統(tǒng)會(huì)禁止啟動(dòng)高速盤車防止動(dòng)靜摩擦。

（2）燃?xì)廨啓C(jī)熄火后1.5～6h之間，如果確認(rèn)缸體金屬溫差在允許范圍內(nèi)，機(jī)組可以投入高速盤車。（透平需要加速冷卻，經(jīng)過斷續(xù)高盤，輪間溫度最高值≤155℃時(shí)，可以投入連續(xù)高盤，但最大持續(xù)時(shí)間2.5h或輪間溫度最高值≤100℃時(shí)為止。）

（3）機(jī)組在停機(jī)后6～30h之間如果冷卻吹掃空氣未正常投運(yùn)，啟動(dòng)啟動(dòng)前要進(jìn)行高速盤車?yán)鋮s。因?yàn)樵谶@一時(shí)間段不投入冷卻吹掃空氣且不進(jìn)行高速盤車，透平的上下缸溫差將超過標(biāo)準(zhǔn)值。

（4）停機(jī)約30h后，即使沒有透過高速盤車，燃?xì)廨啓C(jī)仍可再次啟動(dòng)，因?yàn)橥ㄟ^自然冷卻，上下缸溫差已經(jīng)降低到規(guī)定值以內(nèi)了。

（5）如果燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行中跳閘，在沒有查出具體原因之前，禁止投入高速盤車并需檢查：惰走時(shí)間是否超過20min;跳閘前后的軸振動(dòng)變化趨勢，和原來的數(shù)據(jù)作比較;記錄盤車電動(dòng)機(jī)的電流，和歷史數(shù)據(jù)作比較;惰走或盤車時(shí)傾聽透平內(nèi)部是否有異響。

4? SPIN與GT SPIN COOLING

GT SPIN COOLING（燃機(jī)高速盤車?yán)鋮s）是SPIN（高速盤車）僅為內(nèi)容的一部分，可以成為典型的高速盤車?yán)鋮s。如執(zhí)行SPIN命令，將人為手動(dòng)進(jìn)行每一次高速盤車啟停，而執(zhí)行GT SPIN COOLING命令，系統(tǒng)將按邏輯進(jìn)行判斷，執(zhí)行多次斷續(xù)的高速盤車啟停動(dòng)作。執(zhí)行GT SPIN COOLING命令適用用高速盤車作用1和2兩種情況，而執(zhí)行SPIN命令適用用高速盤車作用3和4的兩種情況（第2種情況如果是熱工信號問題也使用，我廠曾經(jīng)發(fā)生）。

典型高速盤車?yán)鋮s步驟：

（1）在燃?xì)廨啓C(jī)熄火1.5h后第一次高速盤車?yán)鋮s，間隔1h后再執(zhí)行第二次高速盤車?yán)鋮s，間隔1h后再執(zhí)行第三次高速盤車?yán)鋮s。

（2）第一次和第二次高速盤車的冷卻時(shí)間為3min和5min，第三次高速盤車?yán)鋮s時(shí)間由缸溫決定。

在投入高速盤車?yán)鋮s運(yùn)行時(shí)檢測下列參數(shù)：輪盤間隙溫度，燃燒器缸體上下缸溫差，透平上下缸溫差，軸振動(dòng)，軸承回油溫度，潤滑油供油溫度和壓力，啟動(dòng)設(shè)備電流和溫度。

高速盤車?yán)鋮s后，符合下列條件，可以檢修燃?xì)廨啓C(jī)：

（1）停止盤車，最大輪盤間隙溫度<95℃。

（2）檢查燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部，最大輪盤間隙溫度<80℃。

（3）低速盤車時(shí)可以打開人孔門進(jìn)行檢查，高速盤車時(shí)禁止。

5? 結(jié)語

高速盤車是燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)重要組成部分，我廠機(jī)組長期運(yùn)行以來很少執(zhí)行GT SPIN COOLING，而SPIN執(zhí)行情況較多，多用于離線水洗，或機(jī)組啟動(dòng)前試運(yùn)。

參考文獻(xiàn)

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