大型燃气轮机检修策略的研究

大型燃气轮机检修策略的研究

发表时间：2018-04-19T15:58:22.493Z 来源：《电力设备》2017年第34期作者：刘轶

[导读] 要：2003年起实施以市场换技术、打捆招标引进燃气轮机以来, 一大批现代大型燃气轮机及其联合循环电厂将投产发电。燃气轮机的检修维护质量和成本控制将成为燃机电厂市场竞争的重要因素。

（郑州燃气发电有限公司河南省郑州市 450001）

摘要：2003年起实施以市场换技术、打捆招标引进燃气轮机以来, 一大批现代大型燃气轮机及其联合循环电厂将投产发电。燃气轮机的检修维护质量和成本控制将成为燃机电厂市场竞争的重要因素。鉴于燃机电厂在电网调峰调频中的特殊作用及其现代高技术的自身特殊性,必须建立适应其自身固有特点的维修管理模式和检修程序文件，以达到规范化管理和标准化管理的要求。

关键词：燃气轮机；检修策略

随着我国经济的高速发展以及对环境问题的重视，国家大力提倡发展清洁能源，调整能源结构。燃气轮机电厂由于具有占地面积少、建设周期短、清洁环保、投资少、启停快速灵活、紧急备用和调峰效果好等性能优势受到广泛关注。但目前我国燃气轮机的设计、制造技术与发达国家相比还相对比较薄弱，大型的 LNG 电厂的燃气轮机机组主要依靠国外进口，特别是维修时的备件备品，因此如何做好燃气轮机的检修策略，对燃气轮机电厂的安全经济运行有着十分重要的意义。

1.目前大型燃气轮机的检修特点

大型燃气轮机的检修分为小修（燃烧室的检修）、中修（热通道部件的检修）和大修（整个燃气轮机的检修）。目前国内所使用的大型燃气轮机多来自于 GE、西门子、三菱重工等国外制造商。而国内大型燃气轮机备件制造水平和检修技术都相对比较薄弱，检修一般还主要是由燃气轮机的制造商来完成，检修计划和检修周期都是严格根据制造商在技术合同文件中所规定的条件即等效运行时间（EOH）或启停次数来确定的，大型燃机检修多采用热通道部件的轮换方法，即换下来的部件将返回制造厂进行清理→检查→寿命评估→修复→电厂等程序，每个大型燃机电厂检修时必须准备好相应的需更换部件的备件。

2.燃气轮机检修运行现状

燃气轮机发电设备因其价格昂贵，对于设备日常的检修以及运行策略就显得尤为重要。但就现阶段我国燃气轮机发电设备的检修以及运行策略来讲，还是存在较多的问题。例如设备的多次重启、检修人员专业技能低下、设备超负荷运转等问题。

2.1设备多频次重启

一般情况下，发电厂实施的都为倒班制度，在此制度之下，交换班人员一般会进行设备的关闭和重启工作。燃气轮机发电设备属于大型发电设备，正常关闭对于设备的损伤不大，但是多频次的关闭和重启，对于燃气及叶轮以及内部电路设备的常规损耗较多，长此以往，进行多频次的关闭重启会造成损耗的积累，严重时甚至会造成设备的损坏。

2.2检修人员专业技能低下

大型燃气轮机发电设备由于多数是国外进口设备，但其检修和维护人员都是国内工程师。此类技术人员对于国产机械和发电设备较为熟悉，对于进口类设备研究较少，基于此背景，对于设备的一些日常维护工作根本做不到位，设备的损耗件也得不到应有的维护，长时间运转，导致设备损耗严重直至报废。

2.3 发电设备超负荷运行

任何发电设备或者普通机械都存在一个最大运行时间，超过此运行时间就需要进行关闭或者维护。但目前我国大型燃气轮机发电设备多数情况下，都存在超负荷运行以及维护不及时等状况。超负荷的运转最终造成设备的过早衰老、使用年限减少最终造成设备故障频出、提前报废等情况，造成了严重的经济损失。

3.燃气轮机的检修策略

3.1日常检查与维护方面

①检查与维护计划、内容的制定

根据制造商所提供的维护手册，结合电厂的实际情况，制定维护计划，确定机组检查和维护内容，进行定期维护和检查，减少机组非电网调度原因而产生的故障跳闸或减负荷。试验发现，在80%以上负荷跳闸对热通道部件疲劳寿命的影响相当于正常状态下的8 倍。

②定期更换进口过滤网

燃气轮机对进气中所含污染物浓度和颗粒物粒径有严格要求。进气滤网是控制进气中所含颗粒大小和含量的关键设备，如果过滤性能达不到要求，造成进气中含有大量尘土或其他污染物，将对燃气轮机压气机叶片、推力轴承、热端部件、转子等的安全运行带来很大影响。分析进气清洁度，找出更换压气机进口过滤网的最佳周期。

③热通道部件的维护

根据机组的性能状况，通过燃气轮机气缸上的窥孔检查孔，对压气机叶片、燃烧室喷嘴及火焰管和透平叶片进行窥视性直观检查，确定这些设备的清洗时间，防止设备严重结垢，导致燃气轮机效率下降，减低设备的使用寿命，缩短检修周期。

3.2检修方面

①传统检修模式与状态检修模式的结合

目前大型燃气轮机的检修模式还是传统检修方式，定期进行机组的大、中、小检修。受我国大型燃气轮机设计、制造水平的限制，大型的 F 级燃气轮机主要依靠国外进口或采用技术捆绑引进的方法，由于技术垄断，我国的检修技术还处于初步阶段，检修还必须依托制造商，严格按照制造商提供的间隔中规定的时间表来进行机组的检修，检修成本很高，严重影响电厂的经济效益，目前多数燃机电厂都在逐步探索延长检修时间间隔的措施，延长机组的检修周期，引入状态检修的模式，通过对机组设备的运行状况进行检测与分析，及时处理设备故障，减少突发性事故导致的机组跳闸，延长设备的使用寿命，降低检修成本。

②优化设备备件的配置情况

随着我国发电厂规模的扩大，可以通过合体的形式与制造商签订长期的备件供应与检修服务合约，这样一来，就可以用相对优惠的价格来选购备件，还可以集中对部件进行修理、返厂、集中进行检修等操作，既保证了备件的供应，又降低了成本。此外，备件的数量也是影响检修成本的重要因素，结合电厂年用气量参数，按制造商提供的技术文件与检修间隔时间要求，有效避开各机组的检修间隔，来实现

热通道部件调配，以减少备件的数量，从而降低成本。

3.3运行方面

①定期巡检

每天定期对机组的全系统进行巡视检查，随时跟踪机组运行参数的变化，及时发现问题，对可能出现的故障及时排除。对运行数据进行整体归纳，并进行比较、分析参数的变化规律，有助于准确全面地制定机组的检修计划。

②加强维护人员专业技能培养

发电厂燃气轮机多数为国外进口设备，对检修人员的技能要求高。所以发电厂必须加强自身检修人员的专业技能培养，以保障设备的正常检修和维护工作。大型燃气轮机设备能够正常运行是一方面，更重要的是设备的检修维护。符合技能要求的检修人员不但可以保证发电厂设备的正常运转，还可以及时处理设备故障。不仅对设备的长期运行提供保障，对维修费用的节省也起到了积极的作用。

③优化运行条件

第一，避免在满负荷工况下跳闸、甩负荷，特别是甩全负荷，燃气轮机在满负荷工况下跳闸一次，当量启动次数为正常停机的10 倍左右；甩全负荷一次，当量启动次数为正常停机的 6 倍，对于三菱的 F 级燃气轮机来说，跳闸一次，对第一类热通道部件寿命的影响相当于正常运行的 200h 的使用寿命；对第二类热通部件寿命的影响相当于正常运行的 100h 的使用寿命。

第二，运行中尽量按照标准的启停曲线进行机组的启停，避免过大的负荷变化率，快速的负荷变化将加大机组的等效运行时间，还将增加叶片危险部位的应力水平，增加叶片的热疲劳寿命损伤，缩短机组的检修周期，在运行中应尽量控制负荷波动的速率和幅度。

结语：

越来越多的大型燃气轮机在我国投产，做好燃气轮机的寿命管理，安排好检修周期是各燃气电厂迫切需要解决的问题。从维护、运行和检修三个方面阐述了延长机组使用寿命、优化热通道备件备品的配置、降低高昂检修费用的检修策略，结合自身的运行特点制定出适合的检修策略，来提高我国燃气电厂的经济效益。

参考文献：

[1]胡新春.浅析发电厂燃气轮机的检修及运行策略[J].广东科技,2012.

[2]殷豪,孟安波,彭显刚.大型燃气轮机检修策略的研究[J].电站系统工程,2009.

[3]张广亮．燃气轮机发电厂的运行优化思路及具体策略研究［J］．企业技术开发(下半月)，2016.