淺談燃氣輪機電廠的檢修管理

崔明旭

1 燃氣輪機概述

燃氣輪機是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械，是一種旋轉葉輪式熱力發動機。燃氣輪機的工作過程是，壓氣機連續從大氣中吸入空氣并將其壓縮；壓縮后的空氣進入燃燒室，與噴入的燃料混合后燃燒，成為高溫燃氣，隨即流入燃氣渦輪中膨脹做功，推動渦輪葉輪帶著壓氣機葉輪一起旋轉；加熱后的高溫燃氣的做功能力顯著提高，因而燃氣渦輪在帶動壓氣機的同時，尚有余功作為燃氣輪機的輸出機械功。燃氣輪機由靜止起動時，需用起動機帶著旋轉，待加速到能獨立運行后，起動機才脫開。

2 燃氣輪機的檢修特點

燃氣輪機的檢修主要分為小修、中修和大修三類維修形式，就我國目前大多數發電廠使用的燃氣輪機設備而言，基本上由GE、西門子和三菱重工廠商制造。我國大型燃氣輪機的設計和制造水平還不夠成熟，而且對燃氣輪機的檢修技術還存在許多薄弱環節，所以定期的檢修一般還得依靠制造過程中的技術人員來完成，所以必須嚴格規定和計算檢修計劃及周期。在大型燃氣輪機中，經常采用通道部件輪換的方式，即更換部件必須經過返廠——檢查——壽命評估——修復——發電廠等各種程序后才能實現修復，如此復雜的流程，不但嚴重浪費了時間，還存在諸多不確定因素，而且電力企業也需備份相應的需要隨時更換的零部件。

3 燃氣輪機檢修周期的確定

各燃氣輪機廠家在技術文件中提供的檢修周期計算方法不盡相同，基本上，燃氣輪機的檢修規模和時間間隔由等效運行時間（EOH）或啟停次數決定。大型燃氣電廠的運行方式包括以基本負荷為主的長期運行方式和同時承擔調峰任務的兩班制運行方式。對于長期連續運行的燃氣輪機，其等效運行時間（EOH）比啟停次數先達到檢修周期；對于調峰方式下的燃氣輪機，其啟停次數在等效運行時間前達到檢修周期。幾種運行中的大型燃氣輪機檢修周期見表1。

表1 各種燃氣輪機的檢修周期對比

影響燃氣輪機機組檢修周期的因素較多，其關鍵因素是燃氣輪機機組的運行方式、燃燒溫度、燃料種類、運行時間、啟停次數和空氣質量等，對于調峰負荷運行的機組，熱機械疲勞是影響機組壽命的主要因素。

4 燃氣輪機的檢修維護

4.1 日常維護和檢查

根據電廠燃機運行維護手冊，結合電廠自身運行方式及設備狀況，針對主要的主輔設備，制定檢查及維護計劃進行維護。自2005年至今，部分在運燃氣輪機機組已經或已到大修周期，機組運行應減少非電網調度引起的故障跳機或減負荷。實驗表明，80%以上符合跳機對燃機熱通道部件疲勞壽命的影響相當于正常情況下的8倍。機組頻繁的啟停也會增加對主輔設備的影響，例如：M701F4水平是我國高技術水平的燃氣輪機發電機組，具有效率高、排放低、供熱能力強的特點，在我國得到了廣泛的應用，但在頻繁啟停狀況下，速比閥易引起閥門密封面磨損，造成閥門內漏，導致閥門故障影響機組啟動。類似這樣的設備是有使用周期的，應試驗閥門的開閉時間，以確保設備的完整性及可靠性。

4.2 燃機進氣系統定期檢查

燃機進氣系統的主要部件是壓氣機進氣濾芯，燃機進氣中所含污染物及顆粒大小有嚴格的要求，進氣濾芯過濾效果差會使進氣中的灰塵與污染物增多，它將對燃機壓氣機的可轉導葉（IGV）、壓氣機的R0、S0級葉片、推力軸承、熱通道部件、燃機壓氣機轉子等部件的運行產生重大影響，定期對壓氣機進氣濾芯進行檢查，分析進氣的清潔度及檢測環境的質量十分重要。

4.3 燃機定期孔探檢查

燃機定期檢查的主要手段是定期孔探檢查。根據燃氣輪機的性能，定期對燃氣輪機的燃燒部件、熱通道部件、壓氣機動靜態部件進行內窺鏡直接檢查，孔探檢查能直觀檢查燃燒部件和熱通道部件的損壞程度及運行情況，檢查壓氣機動靜葉間間隙是否在規定范圍內，通過孔探測檢查，可按計劃停機，提前計劃零件更換要求，以降低燃機維修成本，從而提高其利用率及可靠性。

4.4 加強我國此類設備的研發

由于國產設備的質量、使用壽命和價格上的問題，國內大型發電廠很少使用國產設備。為有效減緩這種局面，促進國內企業發展，政府應給予適當的政策支持及稅收優惠，幫助此類企業加大對此類設備的研發投入，促進國產設備的發展，最終實現國產設備也能達到同類設備的性價比和功能。

4.5 優化機組啟動吹掃時間

機組啟動時高盤吹掃的目的是防止燃機點火時發生爆燃。M701F4機組啟動時，吹掃的典型要求是保持機組轉速約700R/MIN，吹掃時間550S。若吹掃時間過長，SFC耗功會增加，從而增加廠用電，同時也可能加劇設備的金屬疲勞和熱部件的局部燒蝕等安全問題。另外，余熱鍋爐的保溫保壓能力降低，聯合循環機組的啟動時間延長，不利于調峰機組的快速響應要求。