燃氣輪機運營管理探討

張維

燃氣輪機運營管理探討

張維

（重慶市長壽區 401220）

燃氣輪機是繼蒸汽輪機和內燃機之后的新型動力裝置，其在實際應用中具有熱效率高、經濟性能好、可靠性高以及使用壽命長等優勢。現如今，燃氣輪機發展迅速，已經在電力工程、機車動力等領域得到廣泛推廣和應用。對此，本文首先對燃氣輪機進行了介紹，然后對燃氣輪機運營管理以及日常維護檢修要點進行了詳細探究，以期提高燃氣輪機運行水平。

燃氣輪機；運營；管理

1 引言

近年來，社會經濟發展迅速，燃氣輪機是工業發展中十分重要的機械設備。燃氣輪機設備在實際運行過程中采用天然氣為主要能源，不僅符合清潔能源要求，而且還能夠有效緩解環境污染問題，應用價值比較高。因此，對燃氣輪機運行管理進行詳細探究具有十分重要的現實意義。

2 燃氣輪機概述

燃氣輪機的定義為：由壓氣機、加熱工質設備（如燃燒室）、透平、控制系統和輔助設備組成，將氣體壓縮、加熱后送入透平中膨脹做功，把一部分熱能轉變為機械能的旋轉原動機。燃氣輪機分為三類：①微型燃氣輪機，功率為幾百瓦，主要替代柴油機用于機車和坦克；②輕型燃氣輪機，功率在1MW以上、50MW以下，應用于循環發電、石油和天然氣的管道運輸，鋼廠的焦爐廢氣再次燃燒，以及艦船等，歐美艦艇燃氣輪機裝配率在50%以上；③重型燃氣輪機，功率在50MW以上，主要用于大型艦船和區域發電。

3 燃氣輪機運營管理對策

3.1 保障氣源供應

氣源供應首先是量。燃氣供應量若不足，燃機機組效率會大幅度降低，甚至低于同參數的燃氣鍋爐效率。如筆者所在企業的三菱M251S燃機機組，額定負荷耗用燃氣為13萬方/h高爐煤氣，效率達到40%，但燃氣供應量若低于10萬方/h高爐煤氣，其效率將低于同參數燃氣鍋爐效率。為了保證燃氣輪機能源供應穩定性，燃氣輪機運營單位需要以合同的形式氣源供應商約定天然氣或其它燃氣（如焦爐煤氣、高爐、轉爐煤氣）技術指標，同時還需要提供詳細的技術參數，并將其作為燃氣輪機設計重要參考依據。除此以外，運營單位還需要以合同的形式，與燃氣輪機制造商約定相應技術服務，在日常運行過程中，有效降低熱電廠的運行維護成本。如果天然氣技術指標在較長一段時間內發生較大變化，則運營單位可以依據合同中的相關規定，要求燃氣輪機制造商及時對燃氣輪機燃燒系統進行調整和改裝，確保燃氣機輪機能夠正常運行。

保障燃氣供應不僅要考慮量，更要考慮質。燃氣質量：①要保證熱值的相對穩定性，趨于設計值容許范圍；②要對燃氣中雜質含量必須長期保持在規定范圍，否則既影響設備的正常運行，也存在嚴重的安全風險。

3.2 減少設備重啟頻率

大型設備進行正常關閉時，一定程度上會存在電路損耗。在燃氣輪機實際運營過程中，如果頻繁啟動，則會顯著降低各個零部件的使用壽命。因此，在燃氣輪機實際運行過程中，操作人員必須嚴格依據生產規范要求進行操作，嚴格依據規定時間對燃氣輪機設備進行啟動和關閉操作。這樣不僅能夠確保設備的正常使用，而且還能夠有效延長設備使用壽命。

3.3 調節伺服系統的運行與維護

燃氣輪機的調節伺服系統是由燃料調節以及噴嘴調節所組成的，其主要作用是對燃氣輪機和高低壓渦輪間能量分配比例進行有效控制，而這就要求調節伺服系統具有較高的靈活性，同時還需要具備較高的安全性和可靠性，這樣能夠有效避免其在實際運行過程中出現著火、爆炸、超速、火焰消失、超溫等故障問題。因此，為了保證燃氣輪機能夠正常運行，必須加強對于伺服系統的檢查和保護，具體而言，需要做到以下幾點：①在正式點火前，保持燃料放空閥開度，避免發生爆炸事故；②在正式點火前，對兩閥的關閉情況進行檢查，同時要求兩閥之間的壓力信號低于門檻值；③對開車以及實際運行情況進行密切監視，對系統所發出的報警信號進行嚴格控制，及時找出報警原因，然后采取有效的處理措施；④定期更換清洗液，對過濾器進行及時清洗，保持油的清潔，從而保障電儀轉換器能夠正常運行；⑤通過利用系統檢修機會，對閥桿、二級噴嘴、油動機進行仔細檢查，確保其活動自如。

3.4 防止機組喘振

通過向制造廠索取實際性能曲線，另外，還可以通過現場取證、記錄、分析、繪制等方法，得出在不同工況下，工藝空氣壓縮機的穩定操作工況，從而改變防喘振閥變送器的量程范圍，確保壓縮機能夠穩定運行。除此以外，如果壓縮機降速、升壓過快，也可能會造成壓縮機喘振，因此，要平穩進行工藝操作。除此以外，考慮到轉速補償和溫度補償的影響，夏季控制改高速軸轉速負荷在96～103%；冬季控制在92～96%，防喘振余量控制在10%左右。檢查空氣過濾器壓差應該控制在一定范圍內，及時更換濾芯，采用脈沖噴射系統進行清掃；另外，對于過濾器濾芯，還應該采用低速清洗和在線清洗方式，避免潤滑油泄漏到壓氣機葉片上。

3.5 保證風機運行良好

燃氣輪機具有專門的通風裝置，在實際運行中有時風機振動較大，軸承溫度高，抽油煙效率降低，而這就會造成艙室溫度升高，因此，為了保證風機能夠穩定運行，還需要采用以下運行管理措施：每年更換一次風機潤滑油脂，每兩年清洗一次油垢；對于三角皮帶，也需要進行嚴格的質量檢驗，禁止使用劣質產品，如果風機電機電流過低，則應該打開倉室各門，迅速更換風機皮帶，加強風機和電機的日常維護檢查，保障機組能夠安全穩定的運行。

3.6 優化設備備件配置

燃氣輪機備件情況是多數的發電廠會采取的措施之一，這種購買備件、備品補救燃氣輪機故障的方式，由于成本費用太高，操作復雜、占地較大的雖然是最直接的解決方式，但其經濟性不高。隨著我國發電廠規模的擴大，對此，可以通過合體的形式與制造商簽訂長期的備件供應與檢修服務合約，這樣一來，不僅可以用相對優惠的價格來選購備件，而且還能夠集中對部件進行修理、返廠、集中進行檢修等等操作，充分保證備件的供應，降低運營管理成本。另外，，備件的數量也是影響檢修成本的重要因素，結合電廠年用氣量參數，按制造商提供的技術文件與檢修間隔時間要求，有效避開各機組的檢修間隔，來實現熱通道部件調配，以減少備件的數量，從而降低成本。

4 加強強燃氣輪機檢修維護

4.1 逐漸建立企業自身的檢修隊伍

當前，我國的燃氣輪機設計與制造工藝還不成熟，而且檢修也主要依靠國外的技術，要想實現真正的經濟性，還是需要從自身出發。結合企業自身的特點，不斷吸取國外的設計與制造經驗，安排專人前往國外學習檢修技術，不斷進行自我完善，引進先進的維修技術與設備，進一步可以培養一些檢修技術人員，逐漸擺脫對制造廠商的檢修依賴，實現企業的經濟性目標。

4.2 加強燃氣輪機日常檢查與維護

由于受到核心技術的限制，燃氣輪機的檢修要在專業技術人員的幫助下進行，根據燃氣輪機制造商的維護手冊，充分考慮電廠的實際情況來制定維護計劃，進一步明確機組的檢查與維護內容，定期對設備進行維護與檢查，降低隱患與故障。另外，還應定期對設備中的進氣濾網進行清理與更換，燃氣輪機中的進氣濾網常常會有很多污染物，這就是氣體進入后濾網隔離出來的空氣顆粒物。一方面，如果濾網的性能不足，以致于進入設備的空氣含有大量的污染物與顆粒，很可能影響燃氣輪機的葉片與轉子等部件的運行。另一方面，如果污染物太多，氣體進入不流暢也嚴重影響了發電工作。因此，日常的檢修與維護是相當關鍵的，也是保證機械運轉正常、減少故障發生率的重要手段。

5 結語

綜上所述，燃氣輪機已經逐漸得到廣泛推廣和應用，環保性能比較高。在燃氣輪機的實際運行過程中，容易受到多種因素的影響，比如靜態變頻控制器、勵磁系統、發電機等等，這些因素會直接影響燃氣輪機的實際運行效果。為了保證燃氣輪機的運營管理水平，必須保障氣源供應、減少設備重啟頻率、調節伺服系統的運行與維護、防止機組喘振、保證風機運行良好、優化設備備件配置，同時還需要加強日常維護和檢修，這樣才能夠保障燃氣輪機能夠正常運行。

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TM621.3

A

1004-7344（2016）33-0013-02

2016-11-12

張維（1972-），男，工程師，本科，從事生產運營管理工作。