9FB型燃气轮机排气扩压段冷却优化改造研究

9FB型燃气轮机排气扩压段冷却优化改造研究
摘要：本文针对高井热电厂三台9371FB型燃气轮机投运初期，排气扩压段间出
现超温、风机（88BD）电流过载、泄漏等问题，进行了充分分析和论证的基础上，提出来切实可行的技术方案，改造后上述问题得以有效解决，为其他电厂的现场
应用提供参考。

关键词：燃气轮机；超温；风机；冷却
1 引言
近年来，发电用燃气轮机以其热效率高、运行灵活、污染物排放低等优势被
电力行业广泛认可。

目前，我国燃气轮机发展处于起步阶段，燃气轮机电厂的整
套机组设备多采用捆绑式技术引进方式，高井热电厂燃气轮机作为亚洲首台9FB
机组，投运以来电厂技术人员专注于消化、吸收、优化燃机运行性能，积累了较
多宝贵经验[1]。

9FB联合循环机组透平高温排气（648℃）经排气扩压段进入入口烟道，进而
去余热锅炉参与换热。

尽管排气扩压段、入口烟道等高温通道外都包着保温，但
是封闭的排气扩压段仍然需要进行通风冷却来维持内部温度。

保护排气扩压段罩
壳内部设备、避免设备及热工元器件因高温失效。

2 高井热电厂9FB燃机排气扩压段简介
9371FB型燃气轮机排气扩压段间是封闭的仓室，四壁和顶壁是用隔热材料板
装配而成的。

机组运行过程中，为了保证仓室温度不过高，采用风机（88BD）来
进行通风冷却。

高井热电厂排气扩压段通风装置设计布局是6个进风口分布在排
气扩压段间左右两侧（各2个）及厂房外（2个），带有重力关闭阀门，靠风机
风力拉开；厂房外罩壳顶部左右各布置1台相同规格型号的风机，一用一备，风
机把气流经矩形管道引接到厂房顶部排出。

3 燃机投运初期排气扩压段存在的问题
燃机投运初期排气扩压段间出现了超温、风机（88BD）电流过载、泄漏等问题，严重影响了机组安全可靠运行。

发生过排气扩压段间因温度过高，导致防喘
放气阀执行器气缸O型密封圈老化失效，防喘阀动作异常，机组跳机的不安全事件。

表1 投运初期排气扩压段间关键部位温度值
测试条件（燃机负荷：250MW，环境温度：28℃）
4 排气扩压段改进方案
4.1 88BD风机测试情况及分析
为了解88BD风机运行情况，首先对其流量及出口风压的进行了测试，测试风机选择#1
燃机88BD-2。

测试情况如下：
第一次，测试条件为恢复到新安装状态（运行过程中我们将排气段罩壳通风百叶窗开到90°并固定），在风机出口压差开关处接U型管测压计（图1），开启88BD风机，在排气段
罩壳0米6个通风口处测量风速，根据风速计算流量，测试结果流量为18828m³/h，风压为190mmH2O，通风百叶窗开启一条缝，约10°左右，进风很小。

图1 现场测量设备安装图2风道内消音板
图3风道内消音板拆除图4风道开口处封堵
第二次，在出口风道上部开孔，将风道内消音板拆除（图2、3），然后将风道开孔处封
堵（图4），开启风机进行测试，此时开孔处有漏风现象，测试数据为流量30744m³/h，压
力120mmH2O。

将开孔处再次进行封堵严密，然后进行测试，结果为流量25395m³/h，压力
170mmH2O，此时入口百叶窗开度明显变大，在35°~40°左右，进风量明显增大，罩壳内负压增加明显，罩壳入口大门靠吸力自动关闭。

根据两次测试数据对比、百叶窗开度变化情况以及罩壳门不能自动关闭变为能自动关闭，证明消音板对风机流量的影响很大，风机的出口风道也有一定的影响。

消音板拆除了中间两块，最外侧左右还各有一块未拆，消音板占整个风道通流面积的一
半多，对出口流量影响很大，在拆除消音板前后两次测试时，风机的噪音基本没有变化，所
以决定将中间两块消音板也拆掉，观察后续情况。

第三次，风道内消音板及导流板全部拆除，风道开孔处封堵严密，风机马达为原配马达，未更换。

测试结果：风道静压1050pa，（风机设计静压为1100Pa，管道设计压损为220Pa），风
机流量35704m³/h，风机电流46A
与上一次测试情况比较：风机流量增加明显，由25395 m³/h增加到35704m³/h，风机出
口压力由1700pa下降到1050pa，说明出口阻力下降。

风机电流由51A下降到46A（额定
41A）
现场情况：6个进风口进风量明显加大，百叶窗打开角度达到40°，罩壳内负压增大明显，罩壳门打开力度很大。

通过两次测试结果分析比较，拆除消音板及导流板后，风量增加很多，效果还是很明显的。

更换新马达、叶轮后，风机流量基本没有变化，但解决了超电流的问题。

#1拆除消音板后排气扩压段间关键部位温度值
测试条件（燃机负荷：250MW，环境温度：28℃）
5 结论：
1、风机出口带有消音段，风机另配水平转垂直的直角转向段，当直接接垂直风道时使用，接水平风道时应拆除。

高井项目把直角转向段安装在水平风道前了，在此处会产生较大的阻力。

2、去掉消音板，增加了过流面积，减小了阻力，明显增大了风机流量、且对噪音影响较小。

参考文献：
[1]王博高井热电厂9FB燃机进气过滤系统优化设计[J].能源科技，2017（4）：24-27。