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燃機除濕結構、除濕機在燃機中的應用及其除濕控制方法與流程

作者:CEO 時間:2023-04-07 點擊:0

信息摘要:本發(fā)明涉及發(fā)電工業(yè)聯(lián)合循環(huán)機組設備技術改造領域,更具體地,涉及除濕機在燃機TCA系統(tǒng)中的應用及其除濕控制方法。背景技術:目前,在燃機的檢修中均不同程度出現(xiàn)了T1S(t透平第一級動葉)葉頂內部銹蝕堆積現(xiàn)象,其原因是在燃機停機后,潮濕空氣充滿TCA(透平冷卻空氣)及RCA(轉子冷卻空氣)管道、轉子輪盤

燃機除濕結構、除濕機在燃機中的應用及其除濕控制方法與流程

燃機除濕結構、除濕機在燃機中的應用及其除濕控制方法與流程

  本發(fā)明涉及發(fā)電工業(yè)聯(lián)合循環(huán)機組設備技術改造領域,更具體地,涉及除濕機在燃機TCA系統(tǒng)中的應用及其除濕控制方法。

  背景技術:

  目前,在燃機的檢修中均不同程度出現(xiàn)了T1S(t透平第一級動葉)葉頂內部銹蝕堆積現(xiàn)象,其原因是在燃機停機后,潮濕空氣充滿TCA(透平冷卻空氣)及RCA(轉子冷卻空氣)管道、轉子輪盤等區(qū)域,使得這些區(qū)域出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,進而引起銹蝕堆積而堵塞燃機動葉片冷卻通道,并可能引起動葉片冷卻不良而出現(xiàn)的燒損現(xiàn)象,

  T1S葉頂內部出現(xiàn)銹蝕堆積,則葉片內部冷卻通道勢必堵塞,冷卻空氣將隨之減少。如堵塞嚴重,葉片冷卻效果將明顯變差,將直接導致葉片燒損超出可維修范圍,進而出現(xiàn)報廢現(xiàn)象,造成極大的經(jīng)濟損失。

  經(jīng)檢測,該銹蝕堆積物主要成分為Fe2O3(即鐵銹)。經(jīng)過各方面檢查及排除,最終確認銹蝕堆積物主要來源包括RCA管道明顯結有一層灰黑色、約0.20mm厚度的銹垢,銹垢面積約占管道內壁1/4~1/2、且均勻覆蓋在分離器后整個管道;還包括轉子輪盤內壁生銹等;

  實驗數(shù)據(jù)顯示,當機組每日啟停時,機組停機后TCA溫度最低為68℃左右。當機組停機36小時后,TCA溫度降為60℃,當停機72小時后,幾乎與大氣溫度相同。特別對于南方等空氣濕度較高的地方或者作為調峰機組,不可避免會經(jīng)常出現(xiàn)啟停次數(shù)超過3天情況。因此,在機組停機后,尤其是停機超過72小時后,潮濕空氣將充入整個TCA系統(tǒng),當進入RCA管道及轉子輪盤內部時,上述區(qū)域將不可避免產(chǎn)生銹蝕。

  技術實現(xiàn)要素:

  有鑒于此,本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種燃機除濕結構、除濕機在燃機中的應用及除濕控制方法,可有效解決燃機停機后潮濕空氣冷卻系統(tǒng)的影響,避免RCA管道及轉子輪盤內部銹蝕。

  為解決上述技術問題,本發(fā)明提供的技術方案是:在燃機的TCA系統(tǒng)中外接一套除濕機系統(tǒng),所述除濕機系統(tǒng)包括除濕機。

  在燃機的TCA系統(tǒng)中外接除濕機系統(tǒng),采用簡單高效的方式從根本上解決燃機停機后,潮濕空氣充滿TCA及RCA(轉子冷卻空氣)管道、轉子輪盤等區(qū)域,從而上述區(qū)域出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,進而引起銹蝕堆積而堵塞燃機動葉片冷卻通道,并可能引起動葉片冷卻不良而出現(xiàn)的燒損現(xiàn)象

  所述除濕機與TCA系統(tǒng)中位置最低的分離器連接。達到從根源上的干燥,有效防止腐蝕的情況發(fā)生。

  所述除濕機入口配備高于0.4微米級別的濾芯。可保證與壓氣機入口粗濾保持同一精度,從而保證除濕機出口干燥空氣的顆粒度符合燃機安全運行要求,保證除濕機產(chǎn)出的氣體的干燥、潔凈。

  除濕機在燃機中的應用,用于燃機內部的除濕。針對燃機內部銹蝕且行業(yè)無法提供很好的解決方案的問題,將除濕機應用于燃機中,且針對燃機內部的除濕,所接入的除濕機根據(jù)本申請所述的投用邏輯(即控制方法)正常使用,可以從根本上消除燃機停機后潮濕空氣對冷卻系統(tǒng)的影響,避免TCA、RCA管道及轉子輪盤內部銹蝕。

  一種燃機除濕控制方法,在燃機的TCA系統(tǒng)中增加一套除濕機系統(tǒng)。通過外置除濕機生產(chǎn)足量、足壓干燥空氣并將其充入管道內,擠走濕潤空氣以保值管道內長期干燥。

  當機組停運1.5~2小時后,投運除濕機。

  除濕機投運后,TCA系統(tǒng)的管道的所有疏水閥為常閉狀態(tài),除濕機投運過程中,每間隔不低于兩小時的時間打開一處TCA系統(tǒng)管道的疏水閥確認管道內部干燥空氣的流動情況后關閉。

  在燃機啟機前0~3小時退出除濕機系統(tǒng)。確保T1S外部溫度與干燥空氣的溫差在葉片的可承受范圍內,避免引起葉片應力大而逐漸出現(xiàn)塑形變形事故。

  所述除濕機出口設計為手動-氣動-手動-手動閥門組形式。

  所述除濕機出口流量大于1m3/min,除濕機出口管徑高于DN250mm。選擇除濕機出口流量的大小時,需要兼顧除濕效果及經(jīng)濟性,控制在一定短的時間內干燥空氣充滿整個TCA系統(tǒng),保證管道內壁不受潮濕而銹蝕。

  與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有如下優(yōu)點:

  本發(fā)明提供一種燃機除濕結構、除濕機在燃機中的應用及除濕控制方法所接入的除濕機根據(jù)推薦的投用邏輯正常使用,可以從根本上消除燃機停機后潮濕空氣對冷卻系統(tǒng)的影響,避免RCA管道及轉子輪盤內部銹蝕;

  除濕機的功率可選擇不到20kw的除濕機,初期投入成本較低,運行成本也較低,經(jīng)濟效益明顯。

  除濕機日常維護主要工作為定期更換進口濾芯,操作簡單,維護成本低廉。

  綜上所述,燃機TCA系統(tǒng)增加除濕機改造經(jīng)實踐證明是可行的、安全的,經(jīng)濟效益明顯,建議可以對該改造進行推廣。

  附圖說明

  圖1為本發(fā)明除濕機在TCA系統(tǒng)中的位置結構示意圖。

  具體實施方式

  為了便于本領域技術人員理解,下面將結合附圖以及實施例對本發(fā)明進行進一步詳細描述。

  實施例1

  如圖1所示,一種燃機除濕結構,本實施例為在9F燃機TCA(透平冷卻空氣)系統(tǒng)中外接一套除濕機系統(tǒng),應用于對燃機內部的TCA及RCA管道、轉子輪盤等區(qū)域進行停機后的干燥,從根本上避免燃機停機后,潮濕空氣充滿TCA及RCA(轉子冷卻空氣)管道、轉子輪盤等區(qū)域,從而上述區(qū)域出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,進而引起銹蝕堆積而堵塞燃機動葉片冷卻通道,并可能引起動葉片冷卻不良而出現(xiàn)的燒損現(xiàn)象。

  本實施例除濕機入口配置0.4微米級濾芯,保證與壓氣機入口粗濾保持同一精度,從而保證除濕機出口干燥空氣的顆粒度符合燃機安全運行的要求。干燥空氣必須保證能在整個TCA管道中正常流動,且能快速充滿整套管路系統(tǒng)以達到除濕效果。

  TCA管路體積粗略計算:π×(0.45÷2)2×80=12.717m3

  注:0.45為管道直徑,80為管道長度。

  由于TCA管道走向設計復雜,壓損計算難度很大。本改造采用實機驗證數(shù)據(jù),將除濕機出口流量設置為大于1m3/min,即可保證干燥空氣流動。同時,為了盡量兼顧除濕效果及經(jīng)濟性,本實施例選用出口流量為40m3/min的除濕機,該除濕機投運后,在5min內即使干燥空氣充滿整個TCA系統(tǒng),從而保證管道內壁不受潮濕而銹蝕。

  選擇積水最嚴重、位置最低的分離器位置作為干燥氣體充入口,有效解決燃機內部通道的潮濕問題。

  除濕機接入系統(tǒng)如圖1所示,除濕機出口設計為手動-氣動-氣動-手動閥門組形式。

  本實施例除濕機出口管徑采用DN250mm,由于除濕機出口壓力并不大,采用DN250mm的管徑可避免節(jié)流嚴重,影響干燥空氣流動的效果。

  除濕機應用在燃機中的除濕控制方法為:

  當機組停運1.5小時后,T1S外部溫度約為200℃左右,此時,即可投運除濕機。

  如除濕機在機組停機后過早投入,可能會出現(xiàn)T1S外部溫度與干燥空氣溫差過大,引起葉片應力大而逐漸出現(xiàn)塑形變形事故。故除濕機的投入時間需控制在最佳范圍內。

  除濕機投運后,TCA管道所有疏水閥保持常閉狀態(tài)。

  除濕機投運過程中,可在6小時左右打開TCA管路某處疏水閥,以確認管道內部干燥空氣流動情況。

  在機組啟機前1.5小時左右,退出除濕機系統(tǒng)。

  實施例2

  如圖1所示,一種燃機除濕結構,本實施例為在9F燃機TCA(透平冷卻空氣)系統(tǒng)中外接一套除濕機系統(tǒng),應用于對燃機內部的TCA及RCA管道、轉子輪盤等區(qū)域進行停機后的干燥,從根本上避免燃機停機后,潮濕空氣充滿TCA及RCA(轉子冷卻空氣)管道、轉子輪盤等區(qū)域,從而上述區(qū)域出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,進而引起銹蝕堆積而堵塞燃機動葉片冷卻通道,并可能引起動葉片冷卻不良而出現(xiàn)的燒損現(xiàn)象。

  本實施例除濕機入口配置0.5微米級濾芯,保證與壓氣機入口粗濾保持同一精度,從而保證除濕機出口干燥空氣的顆粒度符合燃機安全運行的要求。干燥空氣必須保證能在整個TCA管道中正常流動,且能快速充滿整套管路系統(tǒng)以達到除濕效果。

  TCA管路體積粗略計算:π×(0.45÷2)2×80=12.717m3

  注:0.45為管道直徑,80為管道長度。

  由于TCA管道走向設計復雜,壓損計算難度很大。本改造采用實機驗證數(shù)據(jù),將除濕機出口流量設置為大于1m3/min,即可保證干燥空氣流動。同時,為了盡量兼顧除濕效果及經(jīng)濟性,本實施例選用出口流量為30m3/min的除濕機,該除濕機投運后,在1min內即使干燥空氣充滿整個TCA系統(tǒng),從而保證管道內壁不受潮濕而銹蝕。

  選擇積水最嚴重、位置最低的分離器位置作為干燥氣體充入口,有效解決燃機內部通道的潮濕問題。

  除濕機接入系統(tǒng)如圖1所示,除濕機出口設計為手動-氣動-氣動-手動閥門組形式。

  本實施例除濕機出口管徑采用DN300mm,由于除濕機出口壓力并不大,采用DN300mm的管徑可避免節(jié)流嚴重,影響干燥空氣流動的效果。

  除濕機應用在燃機中的除濕控制方法為:

  當機組停運1.6小時后,T1S外部溫度約為200℃左右,此時,即可投運除濕機。

  如除濕機在機組停機后過早投入,可能會出現(xiàn)T1S外部溫度與干燥空氣溫差過大,引起葉片應力大而逐漸出現(xiàn)塑形變形事故。故除濕機的投入時間需控制在最佳范圍內。

  除濕機投運后,TCA管道所有疏水閥保持常閉狀態(tài)。

  除濕機投運過程中,可在3小時左右打開TCA管路某處疏水閥,以確認管道內部干燥空氣流動情況。

  在機組啟機前2小時左右,退出除濕機系統(tǒng)。

  實施例3

  如圖1所示,一種燃機除濕結構,本實施例為在9F燃機TCA(透平冷卻空氣)系統(tǒng)中外接一套除濕機系統(tǒng),應用于對燃機內部的TCA及RCA管道、轉子輪盤等區(qū)域進行停機后的干燥,從根本上避免燃機停機后,潮濕空氣充滿TCA及RCA(轉子冷卻空氣)管道、轉子輪盤等區(qū)域,從而上述區(qū)域出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,進而引起銹蝕堆積而堵塞燃機動葉片冷卻通道,并可能引起動葉片冷卻不良而出現(xiàn)的燒損現(xiàn)象。

  本實施例除濕機入口配置0.6微米級濾芯,保證與壓氣機入口粗濾保持同一精度,從而保證除濕機出口干燥空氣的顆粒度符合燃機安全運行的要求。干燥空氣必須保證能在整個TCA管道中正常流動,且能快速充滿整套管路系統(tǒng)以達到除濕效果。

  TCA管路體積粗略計算:π×(0.45÷2)2×80=12.717m3

  注:0.45為管道直徑,80為管道長度。

  由于TCA管道走向設計復雜,壓損計算難度很大。本改造采用實機驗證數(shù)據(jù),將除濕機出口流量設置為大于1m3/min,即可保證干燥空氣流動。同時,為了盡量兼顧除濕效果及經(jīng)濟性,本實施例選用出口流量為20m3/min的除濕機,該除濕機投運后,在1min內即使干燥空氣充滿整個TCA系統(tǒng),從而保證管道內壁不受潮濕而銹蝕。

  選擇積水最嚴重、位置最低的分離器位置作為干燥氣體充入口,有效解決燃機內部通道的潮濕問題。

  除濕機接入系統(tǒng)如圖1所示,除濕機出口設計為手動-氣動-氣動-手動閥門組形式。

  本實施例除濕機出口管徑采用DN350mm,由于除濕機出口壓力并不大,采用DN350mm的管徑可避免節(jié)流嚴重,影響干燥空氣流動的效果。

  除濕機應用在燃機中的除濕控制方法為:

  當機組停運1.8小時后,T1S外部溫度約為200℃左右,此時,即可投運除濕機。

  如除濕機在機組停機后過早投入,可能會出現(xiàn)T1S外部溫度與干燥空氣溫差過大,引起葉片應力大而逐漸出現(xiàn)塑形變形事故。故除濕機的投入時間需控制在最佳范圍內。

  除濕機投運后,TCA管道所有疏水閥保持常閉狀態(tài)。

  除濕機投運過程中,可在4小時左右打開TCA管路某處疏水閥,以確認管道內部干燥空氣流動情況。

  在機組啟機前1小時左右,退出除濕機系統(tǒng)。

  以上為本發(fā)明的其中具體實現(xiàn)方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些顯而易見的替換形式均屬于本發(fā)明的保護范圍。

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