Siemens SGT6-5000F燃机水洗调试分析

崔 巍

华电(北京)热电有限公司

Siemens SGT6-5000F燃机水洗调试分析

崔 巍

华电(北京)热电有限公司

Siemens(西门子)能源公司生产的SGT6-5000F燃气轮机包括一个13级高效率轴流式压气机，附带可变入口导板叶片(IGV)和三排可变导板叶片(VGV)。还包括一个燃烧系统，具有先进的冷却和多燃料使用能力。在这一系统中，安装有一个燃烧室，容纳了16个独立的燃烧器。SGT-5000F是当今世界上比较主流的F型燃气轮机。在燃机的调试运行过程中，压气机的水洗是一项非常重要的部分，直接影响燃机的正常使用和运行寿命。

Siemens SGT6-5000燃机；压气机；水洗

引言

燃机正常运行期间，压气机轴向叶片会出现外来的物质。这些物质包括：灰尘，盐分，润滑剂和碳氢气化物，夹带进入空气中，附着堆积在压气机静叶和动叶上。外来物的附着主要出现在最初的几级叶片上面。附着物沉积会降低压气机气流量和出口压力，燃机进气和排气温度，最终影响燃机的负荷。连续运行和带负荷的情况下，通过压气机出口压力可以判断附着物的沉积情况。为了使燃机性能更好﹑保护叶片﹑延长燃机寿命，需要进行燃机压气机水洗。

一、水洗方式分类

SGT6-5000F燃机的压气机水洗方法按照操作方式主要分为两种：在线水洗和离线水洗[1]。

在线清洗：机组在基本负荷附近且压气机IGV在全开位置时，对压气机进行清洗，优点是可以在不停机的情况下进行。

离线清洗：机组停机后用清洗液对压气机进行清洗，离线水洗可以对压气机叶片进行更彻底的清洗，去除严重的﹑更为顽固的结垢，更有效的降低压气机的功耗﹑提升机组热效。离线水洗的时间间隔可因经常在线清洗的情况而延长。若电厂各燃机可以根据维护需求调整运行﹑停机方式，则比较适用离线水洗[2]。

二、燃机水洗系统简介

主要由离线/在线水洗喷头﹑气动控制系统﹑调节系统以及排污系统构成；水洗模块是一个相对独立的系统模块，由西门子提供的配套水洗模块[3]，水洗模块则由水洗水箱﹑水洗洗涤剂储药罐﹑洗涤剂隔离阀﹑水洗三通阀﹑进水供应隔离阀﹑水洗隔离阀﹑回水隔离阀﹑清洗剂喷射器﹑水洗水泵等构成。

三、燃机离线水洗

3.1 燃机离线水洗需要具备的条件

3.1.1 燃气轮机必须保持在盘车状态。

3.1.2 IGV开度必须设定在外部指示灯测得的启动位置上。

3.1.3 要求水喷入压气机之前确保盘腔2(DC2)温度≤66℃(150°F)。

3.1.4 在冲洗期间使用的水必须满足西门子去离子水清洗特殊要求中的清洗用水要求。

3.1.5 由于离线清洗专用于清除顽固的沉积物，建议使用去离子水和洗涤剂混合物进行洗涤。

3.1.6 压气机入口温度必须≥15℃(59°F)。这样就能避免启动压气机水冲洗时结冰。确保高压和低压防喘阀均处于打开位置。

3.2 离线水洗启动前准备

3.2.1 水洗前，燃机水洗液与加药箱的准备：

3.2.2 清洗水箱冲洗水合格不少于23加仑，并化验合格[2]，洗涤剂水箱溶剂合格不少于15加仑。

3.3 燃机在线水洗程序主要步骤

3.3.1 将燃机加速至水洗保持速度：

a选择“燃机启动”，并监测燃机升速直到其加速至转动保持速度(约848RPM)。

b经由变频启动装置加速，使燃机在水洗转速保持2分钟，此时不要进行水洗。

3.3.2 保持水洗转速状态：清水洗和清洁剂清洗；

a清水(无清洁剂)：

1)将压气机清洗3通选择阀切换到喷射器旁路位置。启动压气机水洗泵，并启动清水洗净。使水流入压缩机10到15分钟。

b水和清洁剂的混合物：

此过程主要包括一个15分钟的冲洗过程：

先是清水冲洗5分钟之后，再使用水/清洁剂混合物冲洗5分钟，然后，再用清水冲洗5分钟。

1)将压气机清洗3通选择阀切换到喷射器位置。

2)启动压缩机水清洗泵，并启动清水洗净。使水流入压缩机5分钟。打开清洁剂隔离阀。使水/洗涤剂混合物流动5分钟。

3)洗涤剂洗涤后5分钟后，关闭清洁剂隔离阀。

4)再使水流入压缩机中5分钟。

5)停止压缩机清洗泵，关闭所有阀门。

6)燃机顺控停机。监测燃机转速，直至减速到盘车速度。

3.3.3 燃机在高速盘车转速：浸泡；

1)操作盘车时，使汽轮机浸泡并排水30分钟。

2)确保水或水/清洁剂混合物从排水口正常排出。

3.3.4 燃机在高速盘车转速：漂洗；重复清水洗过程。

3.3.5 燃机由高速盘车转速升速至水洗转速再惰走至盘车转速：干燥处理；

a选择“燃机启动”，并监测燃机直到其加升速至水洗保持速度。

b燃机保持转速10至15分钟，使压气机干燥。

c开始燃机顺控停机。

d检查压气机入口排水管﹑燃烧室外壳排水管排水流量。若未检测到流量，关闭排水口。若流量仍存在，重复干燥步骤，直到检测不到流量。

3.3.6 燃机水洗后机组启动的要求：

a水洗结束后，必须在24小时内彻底烘干燃气轮机。盘车时，保持压气机排水30分钟，确保内部水排净。

b确认内部水排净后，关闭压气机进气道排污疏水门。

c启动压气机干燥机。

d对水洗装置进行隔离。

e如果环境温度下降到零度或更低，则水洗系统要进行放水，以防止管道，组件和水洗泵结冰。

f检查所有的气动阀是否存在漏气。

四、燃机水洗注意事项

4.1 常规安全注意事项

燃机水洗是一项涉及到高温，高压，高电压等级，转动设备，化学药品等的复杂操作，在操作前和操作过程中要做好相关的隔离措施，防止发生人员伤害。

4.2 其它注意事项

A.如果机组性能明显下降，就有可能是因为压气机结垢，必须进行检查，包括压气机进口﹑喇叭管﹑进气导向叶片(IGV)﹑压气机第一级甚至第二级叶片。对于油垢的来源必须要检查清楚来源，有可能的情况要进行必要的修正。

B.在机组检修期间，水洗后可使用针孔摄像头通过压气机两侧的观察口(取下螺栓)检查压气机叶片状况，了解压气机叶片状况﹑水洗效果。

C.若在燃气轮机加载之前，离线水洗未完成，设备FSNL(全速空载)运行至少15分钟，以干燥清洗干燥后的发动机压缩器。

[1] 1_4787691_SGT6-5000F_Application Overview，2015

[2] GT & Aux-Operation and Maintenance Manual

[3]RAZ-XXMBA-M-SIE-3705 Operation manual

崔巍，华电(北京)热电有限公司，助理工程师。