燃氣分布式電站可靠性運行現狀及對策研究

衣枚玉

（湖南省電力設計院有限公司，陜西延安 716100）

現階段，我國已經在各個不同地區建立起了多個燃氣分布式電站項目，在內部技術運行的安全性、可靠性對整個供電電網、用戶表現的作用越來越重要。根據相關數據統計分析可知，燃氣分布式電站項目在整個供電可靠性上相對較低，無法充分滿足周圍區域人們正常用電工作要求。相關研究工作人員針對基礎運行過程中影響可靠性問題進行了深入研究，并提出相應的解決工作策略加以控制，進一步提高燃氣分布式電站的供電穩定性、可靠性。

1 案例分析

在本次案例調查工作中，共對8個燃氣分布式電站的整體運行工作情況進行全面調查和分析，涉及5種機型，26臺燃氣機組，其中航改型燃氣機組共有5個，涉及10臺機組，包含燃氣內燃機組共16臺。針對8個燃氣分布式電站機組運行的可靠性因素進行了全面調研，對基礎的可靠性運行工作現狀進行了全面勘察。

截至2019年8月20日，8個燃氣分布式電站從正式投產以來，共存在570次非正常性停運情況，平均每臺機組發生21.2次。其中，航改機組設備共10臺，產生128次，平均每臺出現12.8次內燃機械設備共16臺，共出現442次停機問題，平均每臺出現27.6次。

2015年至今，航改機組設備平均每臺非正常性停運工作次數降低到4.4次，2017年平均每臺非正常性停運降至2.2次，每年的控制情況對比前一年均有所提升。

2016年至今，內燃機每年非正常行停運次數為13.8次，2019年每臺機組非正常行停運降至8.4次，每年相比于以往有明顯的控制效果，但可靠性仍然不符合標準。

2 燃氣分布式電站運行可靠性不足的主要原因

2.1 設備方面原因

燃氣分布式電站機組在工作過程中會出現燃燒波動問題，尤其在航改機組和內燃技術中表現非常明顯。燃燒波動的產生主要原因在于天然氣色譜儀在工作過程中的分析周期大約為3 min，無法及時反映天然氣的成分變化情況。機組燃燒參數隨季節性和運行工況變化未做好及時調整，在天然氣的成分波動較大或波動速率較快的條件下，易造成機組的燃燒室出現較嚴重的燃燒波動問題，進而導致機組供電系統產生跳閘現象。

內燃技術采用多缸設計，每個缸體內部屬于獨立點火，在任何一個染法產生積碳或火花塞出現故障的條件下，均會造成機組出現跳閘現象，是造成內燃機主出現非正常停運的主要影響因素。

燃氣分布式電站工作結構如圖1所示。

圖1 燃氣分布式電站工作結構

2.2 附件質量不足

燃氣分布式電站內部機組的附件制造質量會直接影響燃氣輪機附件的整體工作性能以及機組的工作安全性和穩定性。附件產品的質量問題在各個電廠內部均有出現，短期范圍內沒有形成相應的統計規律，通常情況下會隨著電場的運行工作時間的延長表現日漸明顯。比較典型的是風機皮帶斷裂，經過技術升級和改造處理后，可合理解決這一問題。

2.3 管理工作中存在的問題

目前，在我國各大燃氣分布式電站的運行工作過程中，整體的基礎管理工作存在問題，整體生產管理工作流程設置不完善。燃氣發電可靠性等領域的研究工作起步相對較晚，因此，管理工作仍然存在一定的缺陷和不足。在本次調查工作中，燃氣分布式電站在定期工作、設備檢修等工作環節出現問題造成機組停運的占比達到了0.53%。

影響管理的因素包括生產經營和管理等多種影響因素，但橫向對比同類機型，可以發現在具體的管理工作中主要存在的問題是行業標準管理規章制度存在欠缺。燃氣分布式能源企業在整個區域分布上相對比較零散，使用的基礎類型比較復雜[2]，各個區域的基礎管理工作標準存在一定差異，在生產與經營管理工作期間，時常會因標準不同出現問題。此外，分布式電廠內部的運營管理工作人員數量較少，盈利能力相對較低。

燃氣分布式電站工作流程如圖2所示。

圖2 燃氣分布式電站工作流程

3 燃氣分布式電站運行可靠性問題的解決策略

針對現階段我國各大燃氣分布式能源企業單位產生的非正常性停運工作問題進行總結，得出其中的主要影響因素，且需要提出相應的解決策略加以控制。

第一，需要全面加強技術監督與管理工作，全面提高設備運行的安全性與可靠性。在燃氣分布式電站的運行工作過程中，須充分發揮技術監督所形成的紐帶性作用。通過有效的串聯引導等推動各項非停運工作的快速開展，對普遍產生的共性問題，須對其進行集中式整改工作。針對專項問題進行合理解決，提高基礎設備的整體運行穩定性與可靠性，進一步控制非正常停運工作的頻率。對于已經改造完成且取得良好成效的項目，需要繼續進行推廣和應用，以此進一步提高燃氣分布式電站的運營工作效果。燃氣分布式能源結構如圖3所示。

圖3 燃氣分布式能源結構

第二，嚴格把控項目工作前期的管理工作，提高燃氣分布式電站的機組設計與工作標準。針對現階段燃氣分布式電站產生的各種故障問題和非正常性停運問題，相關工作人員應對正在使用的機組進行全面分析和判斷，對電站內部的管理工作機制、運行工作控制標準等進行完善。針對現有的生產工作基礎，在工作條件允許的情況下需要通過一系列的技術改進，全面消除基礎運行過程中產生的各種故障和缺陷問題。工作人員應全面加強日常的質量巡檢工作，有效做好周期性檢查和日常維護工作。針對機組運行規劃項目的開展，應大量吸取以往的成功工作經驗，合理規劃前期的基礎運行控制工作，全面加強電站和設計單位、施工單位、監理單位以及各大設備供應廠商之間的信息溝通與交流，根據機型的構成特性有效結合專業工作要求，全面優化和設計工程施工方案，以此全面提高監理工作的整體質量和效果，防止在后續的運營生產過程中產生問題[3]。

第三，全面落實精益化管理工作，提高燃氣分布式電站的整體管理工作水平。管理工作的精益化效果直接決定了設備在生產過程中的精益化，需要將精益化管理工作理念有效融入整個燃氣分布式電站的生產工作中，以此提高電廠單位的生產與管理工作水平。現階段，我國分布式能源企業相對較少，內燃機電廠內部的定員總量較低，針對設備運行過程中產生的各種缺陷管理、生產指標管理以及周期性維護保養管理等工作無法做到全面落實。因此，分布式電站單位須不斷引進大量優秀管理和技術性人才，對當前燃氣分布式電站基礎設備產生的各種技術問題和管理問題進行妥善解決，落實基礎故障問題的集中整改工作，全面提高分布式電站的運行工作質量和穩定性[4]。

4 結語

分布式能源系統的整體運行效率相對較高，且具有清潔性優勢，在多個國家得到了廣泛應用，須充分推動天然氣分布式能源的合理化和高效化運用，合理控制大氣污染問題，有效保護生態環境。