燃机除湿结构、除湿机在燃机中的应用及其除湿控制方法与流程

燃机除湿结构、除湿机在燃机中的应用及其除湿控制方法与流程

　　

　　本发明涉及发电工业联合循环机组设备技术改造领域，更具体地，涉及除湿机在燃机TCA系统中的应用及其除制方法。

　　

　　背景技术：

　　

　　目前，在燃机的检修中均不同程度出现了T1S(t透平第一级动叶)叶顶内部锈蚀堆积现象，其原因是在燃机停机后，潮湿空气充满TCA（透平冷却空气）及RCA（转子冷却空气）管道、转子轮盘等区域，使得这些区域出现锈蚀现象，进而引起锈蚀堆积而堵塞燃机动叶片冷却通道，并可能引起动叶片冷却不良而出现的烧损现象，

　　

　　T1S叶顶内部出现锈蚀堆积，则叶片内部冷却通道势必堵塞，冷却空气将随之减少。如堵塞严重，叶片冷却效果将明显变差，将直接导致叶片烧损超出可维修范围，进而出现报废现象，造成极大的经济损失。

　　

　　经检测，该锈蚀堆积物主要成分为Fe2O3（即铁锈）。经过各方面检查及排除，最终确认锈蚀堆积物主要来源包括RCA管道明显结有一层灰黑色、约0.20mm厚度的锈垢，锈垢面积约占管道内壁1/4~1/2、且均匀覆盖在分离器后整个管道；还包括转子轮盘内壁生锈等；

　　

　　实验数据显示，当机组每日启停时，机组停机后TCA温度最低为68℃左右。当机组停机36小时后，TCA温度降为60℃，当停机72小时后，几乎与大气温度相同。特别对于南方等空气湿度较高的地方或者作为调峰机组，不可避免会经常出现启停次数超过3天情况。因此，在机组停机后，尤其是停机超过72小时后，潮湿空气将充入整个TCA系统，当进入RCA管道及转子轮盘内部时，上述区域将不可避免产生锈蚀。

　　

　　技术实现要素：

　　

　　有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种燃机除湿结构、除湿机在燃机中的应用及除制方法，可有效解决燃机停机后潮湿空气冷却系统的影响，避免RCA管道及转子轮盘内部锈蚀。

　　

　　为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：在燃机的TCA系统中外接一套除湿机系统，所述除湿机系统包括除湿机。

　　

　　在燃机的TCA系统中外接除湿机系统，采用简单高效的方式从根本上解决燃机停机后，潮湿空气充满TCA及RCA（转子冷却空气）管道、转子轮盘等区域，从而上述区域出现锈蚀现象，进而引起锈蚀堆积而堵塞燃机动叶片冷却通道，并可能引起动叶片冷却不良而出现的烧损现象

　　

　　所述除湿机与TCA系统中位置最低的分离器连接。达到从根源上的干燥，有效防止腐蚀的情况发生。

　　

　　所述除湿机入口配备高于0.4微米级别的滤芯。可保证与压气机入口粗滤保持同一精度，从而保证除湿机出口干燥空气的颗粒度符合燃机安全运行要求，保证除湿机产出的气体的干燥、洁净。

　　

　　除湿机在燃机中的应用，用于燃机内部的除湿。针对燃机内部锈蚀且行业无法提供很好的解决方案的问题，将除湿机应用于燃机中，且针对燃机内部的除湿，所接入的除湿机根据本申请所述的投用逻辑（即控制方法）正常使用，可以从根本上消除燃机停机后潮湿空气对冷却系统的影响，避免TCA、RCA管道及转子轮盘内部锈蚀。

　　

　　一种燃机除制方法，在燃机的TCA系统中增加一套除湿机系统。通过外置除湿机生产足量、足压干燥空气并将其充入管道内，挤走湿润空气以保值管道内长期干燥。

　　

　　当机组停运1.5～2小时后，投运除湿机。

　　

　　除湿机投运后，TCA系统的管道的所有疏水阀为常闭状态，除湿机投运过程中，每间隔不低于两小时的时间打开一处TCA系统管道的疏水阀确认管道内部干燥空气的流动情况后关闭。

　　

　　在燃机启机前0～3小时退出除湿机系统。确保T1S外部温度与干燥空气的温差在叶片的可承受范围内，避免引起叶片应力大而逐渐出现塑形变形事故。

　　

　　所述除湿机出口设计为手动-气动-手动-手动阀门组形式。

　　

　　所述除湿机出口流量大于1m3/min，除湿机出口管径高于DN250mm。选择除湿机出口流量的大小时，需要兼顾除湿效果及经济性，控制在一定短的时间内干燥空气充满整个TCA系统，保证管道内壁不受潮湿而锈蚀。

　　

　　与现有技术相比，本发明具有如下优点：

　　

　　本发明提供一种燃机除湿结构、除湿机在燃机中的应用及除制方法所接入的除湿机根据推荐的投用逻辑正常使用，可以从根本上消除燃机停机后潮湿空气对冷却系统的影响，避免RCA管道及转子轮盘内部锈蚀；

　　

　　除湿机的功率可选择不到20kw的除湿机，初期投入成本较低，运行成本也较低，经济效益明显。

　　

　　除湿机日常维护主要工作为定期更换进口滤芯，操作简单，维护成本低廉。

　　

　　综上所述，燃机TCA系统增加除湿机改造经实践证明是可行的、安全的，经济效益明显，建议可以对该改造进行推广。

　　

　　附图说明

　　

　　图1为本发明除湿机在TCA系统中的位置结构示意图。

　　

　　具体实施方式

　　

　　为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步详细描述。

　　

　　实施例1

　　

　　如图1所示，一种燃机除湿结构，本实施例为在9F燃机TCA（透平冷却空气）系统中外接一套除湿机系统，应用于对燃机内部的TCA及RCA管道、转子轮盘等区域进行停机后的干燥，从根本上避免燃机停机后，潮湿空气充满TCA及RCA（转子冷却空气）管道、转子轮盘等区域，从而上述区域出现锈蚀现象，进而引起锈蚀堆积而堵塞燃机动叶片冷却通道，并可能引起动叶片冷却不良而出现的烧损现象。

　　

　　本实施例除湿机入口配置0.4微米级滤芯，保证与压气机入口粗滤保持同一精度，从而保证除湿机出口干燥空气的颗粒度符合燃机安全运行的要求。干燥空气必须保证能在整个TCA管道常流动，且能快速充满整套管路系统以达到除湿效果。

　　

　　TCA管路体积粗略计算：π×（0.45÷2）2×80=12.717m3

　　

　　注：0.45为管道直径，80为管道长度。

　　

　　由于TCA管道走向设计复杂，压损计算难度很大。本改造采用实机验证数据，将除湿机出口流量设置为大于1m3/min，即可保证干燥空气流动。同时，为了尽量兼顾除湿效果及经济性，本实施例选用出口流量为40m3/min的除湿机，该除湿机投运后，在5min内即使干燥空气充满整个TCA系统，从而保证管道内壁不受潮湿而锈蚀。

　　

　　选择积水最严重、位置最低的分离器位置作为干燥气体充入口，有效解决燃机内部通道的潮湿问题。

　　

　　除湿机接入系统如图1所示，除湿机出口设计为手动-气动-气动-手动阀门组形式。

　　

　　本实施例除湿机出口管径采用DN250mm，由于除湿机出口压力并不大，采用DN250mm的管径可避免节流严重，影响干燥空气流动的效果。

　　

　　除湿机应用在燃机中的除制方法为：

　　

　　当机组停运1.5小时后，T1S外部温度约为200℃左右，此时，即可投运除湿机。

　　

　　如除湿机在机组停机后过早投入，可能会出现T1S外部温度与干燥空气温差过大，引起叶片应力大而逐渐出现塑形变形事故。故除湿机的投入时间需控制在最佳范围内。

　　

　　除湿机投运后，TCA管道所有疏水阀保持常闭状态。

　　

　　除湿机投运过程中，可在6小时左右打开TCA管路某处疏水阀，以确认管道内部干燥空气流动情况。

　　

　　在机组启机前1.5小时左右，退出除湿机系统。

　　

　　实施例2

　　

　　如图1所示，一种燃机除湿结构，本实施例为在9F燃机TCA（透平冷却空气）系统中外接一套除湿机系统，应用于对燃机内部的TCA及RCA管道、转子轮盘等区域进行停机后的干燥，从根本上避免燃机停机后，潮湿空气充满TCA及RCA（转子冷却空气）管道、转子轮盘等区域，从而上述区域出现锈蚀现象，进而引起锈蚀堆积而堵塞燃机动叶片冷却通道，并可能引起动叶片冷却不良而出现的烧损现象。

　　

　　本实施例除湿机入口配置0.5微米级滤芯，保证与压气机入口粗滤保持同一精度，从而保证除湿机出口干燥空气的颗粒度符合燃机安全运行的要求。干燥空气必须保证能在整个TCA管道常流动，且能快速充满整套管路系统以达到除湿效果。

　　

　　TCA管路体积粗略计算：π×（0.45÷2）2×80=12.717m3

　　

　　注：0.45为管道直径，80为管道长度。

　　

　　由于TCA管道走向设计复杂，压损计算难度很大。本改造采用实机验证数据，将除湿机出口流量设置为大于1m3/min，即可保证干燥空气流动。同时，为了尽量兼顾除湿效果及经济性，本实施例选用出口流量为30m3/min的除湿机，该除湿机投运后，在1min内即使干燥空气充满整个TCA系统，从而保证管道内壁不受潮湿而锈蚀。

　　

　　选择积水最严重、位置最低的分离器位置作为干燥气体充入口，有效解决燃机内部通道的潮湿问题。

　　

　　除湿机接入系统如图1所示，除湿机出口设计为手动-气动-气动-手动阀门组形式。

　　

　　本实施例除湿机出口管径采用DN300mm，由于除湿机出口压力并不大，采用DN300mm的管径可避免节流严重，影响干燥空气流动的效果。

　　

　　除湿机应用在燃机中的除制方法为：

　　

　　当机组停运1.6小时后，T1S外部温度约为200℃左右，此时，即可投运除湿机。

　　

　　如除湿机在机组停机后过早投入，可能会出现T1S外部温度与干燥空气温差过大，引起叶片应力大而逐渐出现塑形变形事故。故除湿机的投入时间需控制在最佳范围内。

　　

　　除湿机投运后，TCA管道所有疏水阀保持常闭状态。

　　

　　除湿机投运过程中，可在3小时左右打开TCA管路某处疏水阀，以确认管道内部干燥空气流动情况。

　　

　　在机组启机前2小时左右，退出除湿机系统。

　　

　　实施例3

　　

　　如图1所示，一种燃机除湿结构，本实施例为在9F燃机TCA（透平冷却空气）系统中外接一套除湿机系统，应用于对燃机内部的TCA及RCA管道、转子轮盘等区域进行停机后的干燥，从根本上避免燃机停机后，潮湿空气充满TCA及RCA（转子冷却空气）管道、转子轮盘等区域，从而上述区域出现锈蚀现象，进而引起锈蚀堆积而堵塞燃机动叶片冷却通道，并可能引起动叶片冷却不良而出现的烧损现象。

　　

　　本实施例除湿机入口配置0.6微米级滤芯，保证与压气机入口粗滤保持同一精度，从而保证除湿机出口干燥空气的颗粒度符合燃机安全运行的要求。干燥空气必须保证能在整个TCA管道常流动，且能快速充满整套管路系统以达到除湿效果。

　　

　　TCA管路体积粗略计算：π×（0.45÷2）2×80=12.717m3

　　

　　注：0.45为管道直径，80为管道长度。

　　

　　由于TCA管道走向设计复杂，压损计算难度很大。本改造采用实机验证数据，将除湿机出口流量设置为大于1m3/min，即可保证干燥空气流动。同时，为了尽量兼顾除湿效果及经济性，本实施例选用出口流量为20m3/min的除湿机，该除湿机投运后，在1min内即使干燥空气充满整个TCA系统，从而保证管道内壁不受潮湿而锈蚀。

　　

　　选择积水最严重、位置最低的分离器位置作为干燥气体充入口，有效解决燃机内部通道的潮湿问题。

　　

　　除湿机接入系统如图1所示，除湿机出口设计为手动-气动-气动-手动阀门组形式。

　　

　　本实施例除湿机出口管径采用DN350mm，由于除湿机出口压力并不大，采用DN350mm的管径可避免节流严重，影响干燥空气流动的效果。

　　

　　除湿机应用在燃机中的除制方法为：

　　

　　当机组停运1.8小时后，T1S外部温度约为200℃左右，此时，即可投运除湿机。

　　

　　如除湿机在机组停机后过早投入，可能会出现T1S外部温度与干燥空气温差过大，引起叶片应力大而逐渐出现塑形变形事故。故除湿机的投入时间需控制在最佳范围内。

　　

　　除湿机投运后，TCA管道所有疏水阀保持常闭状态。

　　

　　除湿机投运过程中，可在4小时左右打开TCA管路某处疏水阀，以确认管道内部干燥空气流动情况。

　　

　　在机组启机前1小时左右，退出除湿机系统。

　　

　　以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。