燃氣透平機組大修模式創新與實踐

王鋒

摘 要：渤海區域某海上油氣田的兩臺燃氣透平發電機組先后進行25000小時大修（燃氣發生器熱部件更換），為解決返廠維修周期較長、現場長時間無備用機組等問題，根據實際情況創新性地將返廠大修改為現場大修模式。經實踐證實，此種方法可極大縮減機組大修的全過程所耗時間。本文介紹了該創新大修模式實現方法及過程。

關鍵詞：燃氣輪機;透平;大修;模式;創新

1 前言

當前，海上油氣田的電力供應仍以自發電為主，即在各中心生產平臺配備有獨立的、多數以燃氣輪機為原動機的主發電機組，并把附近區域油田的主發電機組通過海底電纜組成區域聯合電網。但由于未與國家電網相聯結，油田群生產的穩定性嚴重依賴于各主發電機組的運行穩定性。因此，研究提高主發電機組運行穩定性的方法有著現實意義，而盡量縮短大修離線的時間就是其中一個重要方面。

2 方案所解決的主要問題

本案例主要解決：

（1）該型機組無可用的離線備交換機組，大修時按一般處理流程需要整體返廠維修，運輸過程可能會對機組造成意外損壞影響整個作業進度;

（2）該型機組返廠大修需在國外工廠進行，運輸加廠內維修過程將耗時3個月以上，一方面該機組是整個區域油田群聯合電網的主要電能供應者（日常2用1備），同時要進行大修的兩臺機組承帶著廢熱回收裝置，返廠大修意味著大修期間廢熱回收裝置無備用機組，不但對整個聯合電網的穩定性造成較大影響，同時也將對本油礦的現場生產穩定性造成嚴重的不利影響。

（3）若返廠大修，現場作業部分的拆、裝工序在時間上是不連續的，主要作業人員及輔助作業人員都有可能發生變化，作業失誤的可能性升高，作業全過程的風險更高。

3 項目實施過程及方法

3.1 大修前的準備。

準備工作包括對機組燃氣發生器（GG）進行內窺;對備用機組進行全面維護;啟動備用機組，停用待檢修機組;對GG前部支承小車、進氣濾網推車、GG吊架及附件、GG轉運車檢查并就位。

3.2 施工人員就位。

人員包括維修監督、機/電/儀工程師，吊車司機，司索和指揮，廠家工程師，輔助工等。

3.3 作業風險分析。

根據機組檢修方案，做出詳盡的風險分析并制定相應的解決措施。需要拆、裝的主要單元有：GG本體及其與撬塊連接的管線、電纜，進氣室濾網，進氣道法蘭、軟連接，撬罩側門擋板及頂橫梁，檢修平臺護欄。

3.4 辦理電氣、機械/工藝隔離、抑制并隔離火氣系統。

電氣隔離啟動液壓泵、慢盤車馬達、柴油輸送泵、柴油增壓泵、礦物油泵、 礦物油加熱器、 合成油加熱器、通風風機等設備;機械隔離燃氣手動關斷閥、啟動液壓泵進、出口閥、合成油箱進、出口閥、儀表氣隔離閥等閥門，并加掛警示標志牌;關閉機組二氧化碳釋放裝置出口關斷閥并鎖定、掛牌，將火氣系統打抑制模式。

3.5 施工內容及步驟

（1）拆除GG所有連接傳感器及儀表管線，并做好標記。（2）拆除GG連接的滑油、燃油、燃氣管線，封堵管線接口。（3）拆除進氣罩濾網、進氣罩門板及導流罩等部件，安裝GG前部支持小車。（4）打開機艙門和機艙頂蓋，拆除護欄。（5）安裝GG吊梁，懸掛機組。（6）拆除透平前部固定螺栓和支持小車，拆除后部GG與PT的剩余連接螺栓。（7）移出透平機組，放入運輸小車，如圖1所示。（8）對動力透平（PT）進行內窺，檢查確認情況良好。（9）拆除GG的附屬管線（管件、燃料噴嘴等），對拆除的管件噴嘴進行封堵，清理透平艙室油污。（10）測繪、預制、安裝檢修用滑道梁，并進行探傷和載荷測試。（11）將透平機組移至滑道梁下就位，固定運輸小車和下部支撐。（12）搭建大修工棚。（13）清點、核對新的熱部件，移動到指定位置。（14）組裝熱部件。（15）安裝專用工具，拆除燃機后框架和GG轉子，拆除燃機透平二級動葉和二級噴嘴，如圖2所示。（16）回裝二級舊的動葉，將舊的二級噴嘴裝箱。（17）安裝新的燃機透平二級噴嘴到轉子上，回裝透平二級動葉。（18）拆除一級噴嘴，拆除燃燒室并裝箱。（19）回裝新的燃燒室，回裝一級噴嘴。（20）檢查離合器和啟動馬達。（21）拆卸和回裝軸承內環。（22）清潔進氣系統相關部件。（23）回裝GG附屬管線。（24）測量、調整透平火花塞間隙。（25）拆除檢修工棚，將GG移至撬內。（26）安裝前部支撐支架，連接GG部分與PT部分的連接螺栓。（27）透平前吊點回裝，拆除前部支撐支架、中部掛點和吊梁。（28）GG與PT連接處的連接螺栓緊固。（29）回裝進氣喇叭口。（30）回裝燃油、燃氣和滑油管線。（31）連接儀表管線，安裝儀表線纜和探頭。（32）安裝進氣室風道法蘭。（33）進氣室濾網，拆除濾網推車，清理進氣室、撬塊內部。（34）解除隔離、旁通。（35）機組整體進行手動盤車檢查、自動盤車檢查、點火怠速運行檢查、全速運行檢查、油氣切換檢查、管線、接頭、連接處及顯示參數檢查，未發現異常情況。（36）并網、帶載測試;校核轉子軸向力補償（HPRC）孔板尺寸。（37）作業收尾，整理現場。

4 應用效果暨結語

得益于大修作業總體策略得當，現場作業部分進行相對順利。A機大修有效工時25日，總用時30日（等待備件5日）;B機有效工時20日，總用時40日（HPT轉子發現缺陷返廠維修20日）。針對非正常停工情況，需進一步加強監督力度，避免備件到貨不及時和備件缺陷等問題耽誤整體工期。若全部環節均進展順利，整個大修作業完全可以做到在現場于20日內完成。與整體返廠相比，作業推進速度可提高數倍，而作業質量仍可保障。相應的，電網與生產流程承擔的風險隨之得到極大降低，充分體現了本例大修模式創新與實踐的價值。

參考文獻：

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[3]殷豪，孟安波，彭顯剛.大型燃氣輪機檢修策略的研究[J].電站系統工程，2009.