重型燃氣輪機檢修模式分析

鄭孝卿

(江蘇華電望亭天然氣發電有限公司，江蘇 蘇州 215155)

1 燃氣輪機檢修方式概述

江蘇華電望亭天然氣發電有限公司(以下簡稱望亭發電公司)#1，#2燃氣輪發電機組是引進美國GE公司的MS9001FA燃氣-蒸汽聯合循環機組，是我國在2005年引進的第1批先進大型燃氣輪機項目之一。

當時我國引進大型燃氣輪機項目的目的是得到并消化先進技術，從而提高國內燃氣輪機技術水平。自2005年引進第1批F級燃氣輪機投產運行至今已有7年，大部分機組均已完成中修。但由于制造商的壟斷等原因，至今國內對F級燃氣輪機本體熱通道部件的關鍵技術還未全部掌握，只有制造商掌握著全部技術。目前，在國內除制造商外，沒有其他具備制造、修復F級燃氣輪機部件能力的單位。

望亭發電公司#1，#2燃氣輪機分別于2010年和2011年完成了燃氣輪機開缸中修。燃氣輪機檢修方式與常規汽輪機檢修方式有著很大差別。常規汽輪機組的大修間隔一般為4～6年，小修間隔一般為1年，無論大修或小修，都沒有定期更換汽輪機本體通流部件(動、靜葉)或返廠修理的規定。汽輪機整機有30年的使用壽命，汽輪機本體通流部件也有同樣的使用壽命，汽缸、轉子、葉片等重要部件基本無損耗。

燃氣輪機的檢修則截然不同，燃氣輪機部件(如動葉、靜葉噴嘴、燃燒室部件等)承受著極高溫的工況，運行溫度可達1 200 ℃以上，為保證燃氣輪機機組本體設備的安全運行，制造廠對燃氣輪機每個部件的修理時間間隔和運行壽命都有著嚴格規定。制造廠提供的檢修維護導則上，在統計機組運行小時、啟動次數的基礎上，通過計算明確了修理和使用壽命的標準。

每個燃氣輪機部件都需經歷修理和更換兩個過程。例如GE公司的F級燃氣輪機DLN2.0燃燒系統，火焰筒能運行5個小修，一級動葉能運行2個中修等。當達到這個使用壽命標準后，部件報廢，需重新采購新件補充更換。在整個使用過程中，部件不是連續運行到設備壽命失效為止，而是需要對每個部件都進行定期修理，使部件的運行壽命達到制造廠的標準，減少設備維修的成本，保證設備運行的可靠性。

燃氣輪機機組的運行時間越長，檢修越頻繁，燃氣輪機部件的返修次數越多，報廢速度越快。燃氣輪機的整個熱通道部件經過不同的運行時間都會發生報廢，具有一定消耗備件的屬性。燃氣輪機部件運行溫度高，每級的做功能力大，在材質、加工精度上均比汽輪機要求高，燃氣輪機的修理費顯然要比常規汽輪機高得多。這種檢修更換制度主要用于燃氣輪機，而壓氣機由于溫度低、壓力低，沒有這種檢修更換制度，所以修理費用相對較少。

2 檢修模式

目前制造商依靠自身的技術優勢，基本壟斷了國內F級燃氣輪機市場，采購、修理、現場檢修維護以及定期進行各種特殊項目檢查等均需依賴制造商。電廠與制造商之間主要有以下2種檢修服務模式。

2.1 長期備件服務

目前，望亭發電公司#1，#2燃氣輪機是上海某燃氣輪機服務公司的長期備件服務(又稱MMP合約)客戶，可以獲得優惠價格。

MMP合約的主要內容是利用燃氣輪機數量上的優勢，與制造商簽訂備件、修理、檢修及服務的一個合約，從制造商處獲得優惠和固定的價格(固定每年的漲幅)，電廠可以根據需要選購備件，以及返修、機組檢修和維護等服務。

電廠參照制造廠提供的檢查維護導則，結合自己機組的檢修計劃和設備狀態確定檢修維護項目的方式，與以往的汽輪機檢修方式相同，是較為常規的檢修方式。由于只有進口制造商掌握機組設計性能，目前電廠基本委托制造商實施。

2.2 長期維修合約式服務

長期維修合約式服務(又稱長協)的主要內容是電廠將燃氣輪機本體、壓氣機及燃料模塊的維修全包給制造商負責，具體范圍雙方可以協商約定。在雙方約定的范圍內，制造商負責備件的提供、檢修、定期檢查維護及部件返修等工作。制造商推薦的周期為一個完整的大修周期。長協具有相互綁定和排他性，這種服務具有長期全包特性，也就是電廠將燃氣輪機的檢修維護全部交給制造廠，制造廠負責從燃氣輪機檢修計劃制定到機組的檢修和維護實施的全過程。這種檢修服務方式在國外已有多年成功運營經驗，在國內也有部分電廠采用該種檢修模式運行。

3 檢修模式的對比分析

3.1 工作范圍和價格

長協在價格和工作范圍上具有一定優勢。

制造商根據雙方約定的設備范圍和合同時間向電廠收取一定的費用。在工作范圍上，長協的服務范圍更廣，如機組性能保證，有關安全技術通知的執行，機組非計劃停運的考核以及檢修、檢查計劃的制訂等。

長協價格相對較低，主要原因是制造商根據解體燃氣輪機部件的運行狀況，采取狀態檢修，如延長部件的使用壽命、減少返修次數及項目等，這比電廠按照制造商推薦的標準檢修的修理費用少。制造商的狀態檢修優勢需經過一段時間的積累才能達到節省檢修費用的目的，所以長協的服務范圍雖然比MMP合約有所擴大，但價格仍低于MMP合約。長協的特點是服務合同時間越長，價格越低；服務時間越短，費用越高。考慮到費用以及燃氣輪機檢修部件的可控性，制造商推薦客戶從中修或大修開始簽訂合同(中修和大修均需對燃氣輪機的通流部件進行全部更換)，至少采用1個大修周期的時間。

3.2 責任分析

雖然制造商對長協機組采用了全包的檢修模式，但在設備發生異常事故時，制造商卻不承擔全部責任。

由于重型燃氣輪機發電機組剛剛在國內起步，缺乏運行檢修經驗，而且重型燃氣輪機作為調峰機組需頻繁啟、停，運行工況相對惡劣，國內曾多次出現壓氣機葉片斷裂、燃氣透平葉片燒蝕、燃燒器燒穿等重大設備事故，故電廠對燃氣輪機機組的安全運行十分重視，希望采用長協模式后能減少生產壓力。采用長協全包檢修模式后，制造商采用了狀態檢修，但并沒有承擔全部責任，其承擔的責任是有一定限額的，而這個限額與昂貴的進口燃氣輪機機組本體設備相比是杯水車薪。

3.3 協議時間

由于目前國內天然氣量的問題以及燃氣輪機在電網中調峰機組的定位，每臺燃氣輪機年利用小時為3 500 h，年啟動次數約150次，燃氣輪機大修周期至少在10年以上。如果采用長協方案，電廠與制造商的合同一簽就是10年，如此長周期的服務合同將會帶來一系列問題。

(1)在這段時間內，國內可能會掌握了先進的檢修技術，甚至可以進行狀態檢修，與制造商的價格將會形成競爭。

(2)在備件和新件的制造上，今后可能會有非原廠部件的替代品出現，這使得電廠檢修費用比長協的費用進一步降低。

(3)長期被制造商綁定，助長了國外大型燃氣輪機企業在國內燃氣輪機市場的進一步壟斷，這也是制造商長協周期至少簽訂1個大修周期，價格較低且時間越長價格越低的原因，不利于我國重型燃氣輪機的發展。

4 結束語

各個主機制造商推出的長協模式，其條款不盡相同，但在狀態檢修、服務年限(1個大修周期)、承擔責任、排他性等主要特點上基本相同。雖然目前國內還沒有能與燃氣輪機制造商競爭的廠家，但隨著國內燃氣輪機事業的發展，我國也會有具有自主知識產權的重型燃氣輪機發電機組，并且具備自主檢修能力。

參考文獻：

[1]中國華電集團公司.大型燃氣-蒸汽聯合循環發電技術叢書：綜合分冊[M].北京：中國電力出版社，2009.