某燃机透平间温度高原因分析及防范措施
作者：jnscsh 时间：2021-06-29 08:53:28 浏览次数：次
摘 要：分析了某燃机透平间温度高产生的原因及后果，根据分析的原因提出了相应的解决方法和建议措施，对于设备的安全、稳定运行具有较高的参考价值。
关键词：透平间；温度；热量
现代燃气轮机发电系统采用模块化结构。分为辅机间、透平间、负荷齿轮间、发电机间等功能舱室。启动设备、辅助齿轮箱以及各种辅助设备位于辅机间内，压气机、透平、燃烧室位于透平间内，负荷齿轮箱位于负荷齿轮间内，各舱室之间彼此隔开，相互不贯通。
1 现象、危害及检查
1.1 现象
燃机运行期间，控制系统发出“TURBINE COMPARTMENT TEMPERATURE HIGH”报警（L26BT1H_ALM），且持续存在，报警消除不掉。值班员检查轮级间温度，没有发现异常偏高，都在报警值以下。且控制系统无与之相关的报警产生。
1.2 危害
透平间长期工作在温度高的情况下，可能造成严重的危害，危及设备及人员的安全：
①电缆破损：虽然火焰检测器、排气热电偶等电缆采用的是耐高温电缆，但是燃机平均年运行时间在8000小时左右，在如此长时间内电缆暴露于高温环境下，很容易使电缆外皮发生老化、硬化、脆化，因此也就频繁出现燃烧故障以及热偶故障等报警；②火灾保护系统动作：某燃机透平间内部安装有3组火灾保护探头，45FT1A、1B（舱室下部），2A、2B（舱室下部），3A、3B（舱室顶部），动作值均为316℃，2个为1组，2组之间的任意2个探头检测温度值超过动作值后，火灾保护动作，喷射大量CO2，同时机组跳闸；③相邻舱室温度高：燃气轮机整体结构中，辅机间和负荷齿轮间分别与透平间相邻，透平间的高温热气可通过舱室之间的联通处进入相邻舱室，随着时间的增加，最终导致相邻舱室的温度也相应的大幅上升，某燃機负荷齿轮间由于紧邻排气道，高温热辐射就严重影响了舱室内温度，造成舱室内温度长期处于很高的水平。
1.3 检查
专业人员进入透平间舱室内检查发现温度很高，且伴随着阵阵热浪灼人，人员已经无法在舱室内做短暂停留，保持舱室门开启通风，实测舱室内壁温度最低在140℃左右，最高温度在350℃左右，同时检查人员选取了一些参考点进行了测量：
2 报警原理
根据GE提供的运行维护手册，我们可以看出，在燃机透平间内部设置有3个温度测点，分别为attc1、attc2、attc3，三个温度测点经过中值选择器，选出三者的中间值作为透平间舱室的温度测量值attc，attc随即与给定值进行比较，如attc小于给定值，则系统不会出相关报警，如attc大于或等于给定值，那么系统则会发出报警。
3 原因分析
就单台燃机来说，正常运行时，由于压气机对空气的压缩以及燃料的燃烧做功，导致透平间的温度相对其它舱室都要高。
3.1 压气机缸中分面漏气
某燃机压气机的压比为12.2，压气机的排气压力能达到11bar以上，排气温度能达到325℃左右，此时如果透平缸中分面存在泄漏，由于透平间舱室空间有限，那么泄漏出的高温压缩空气将会影响到舱室内部的温度，造成舱室内局部温度过高。
3.2 燃烧室热辐射
空气经过压缩后与天然气在燃烧室中燃烧，某燃机的燃烧基准温度TTRF1为1140℃左右，虽然燃烧室内部火焰筒有冷却空气进行冷却降温，但是由于高温产生的热辐射量也是非常巨大的。
3.3 透平缸存在漏气
由于燃机运行时，高温高压燃气进入透平膨胀做功，因此透平缸也承受着较高的温度，虽然缸体同样有冷却空气，但是因为缸体的热膨胀不均匀可能会在缸体中分面产生相对较大的缝隙，高温燃气会从缝隙中漏出，从而影响到透平间的环境温度。
4 建议和措施
为有效消除透平间温度高造成的隐患，降低透平间温度至MS6B机组的正常水平，就设备层面，建议采取如下措施：
4.1 检查透平间缸体各接合面
机组检修时，注意检查透平间内压气机中缸、后缸以及透平缸的水平、垂直结合面，用塞尺检查各结合面间隙是否过大。检修拆装过程中，严格按照检修工艺要求进行作业，防止缸体螺栓受力不均匀导致受热膨胀不均而产生缝隙。
4.2 对风机出口管道进行改造
目前某燃机风机出口管道为“Y”型结构，共用一个吸入口，然后每台风机各一个出口，其中88BT-1风机出口管道已经加长并延伸至厂房外，88BT-2风机出口管道没有改造，其排出的热气还是在厂房内，建议将风机出风口延长并放置在厂房外部，直接将热气排至大气中。
4.3 检查排气道
机组停机降温后，检查排气道内及排气蜗壳内衬板和保温的损坏情况，如果衬板或者保温缺失，必然会导致热量的散失，以及热辐射的增强，因此，机组停机或者检修时，都必须对排气道内情况进行检查，及时进行修补和修复，保证高热烟气的泄漏量不致过大。
5 结语
透平间作为燃气轮机的一个非常重要的舱室，长期承受着高温高热的燃气影响，其对通风冷却的需求相对更为强烈，通过对影响透平间温度的因素进行分析，确定相应的解决措施和建议，对现场设备的安全、稳定运行有一定的促进作用。