浅谈燃气轮机电厂的检修管理

崔明旭

1 燃气轮机概述

燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。燃气轮机的工作过程是，压气机连续从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气涡轮中膨胀做功，推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热后的高温燃气的做功能力显著提高，因而燃气涡轮在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。燃气轮机由静止起动时，需用起动机带着旋转，待加速到能独立运行后，起动机才脱开。

2 燃气轮机的检修特点

燃气轮机的检修主要分为小修、中修和大修三类维修形式，就我国目前大多数发电厂使用的燃气轮机设备而言，基本上由GE、西门子和三菱重工厂商制造。我国大型燃气轮机的设计和制造水平还不够成熟，而且对燃气轮机的检修技术还存在许多薄弱环节，所以定期的检修一般还得依靠制造过程中的技术人员来完成，所以必须严格规定和计算检修计划及周期。在大型燃气轮机中，经常采用通道部件轮换的方式，即更换部件必须经过返厂——检查——寿命评估——修复——发电厂等各种程序后才能实现修复，如此复杂的流程，不但严重浪费了时间，还存在诸多不确定因素，而且电力企业也需备份相应的需要随时更换的零部件。

3 燃气轮机检修周期的确定

各燃气轮机厂家在技术文件中提供的检修周期计算方法不尽相同，基本上，燃气轮机的检修规模和时间间隔由等效运行时间（EOH）或启停次数决定。大型燃气电厂的运行方式包括以基本负荷为主的长期运行方式和同时承担调峰任务的两班制运行方式。对于长期连续运行的燃气轮机，其等效运行时间（EOH）比启停次数先达到检修周期；对于调峰方式下的燃气轮机，其启停次数在等效运行时间前达到检修周期。几种运行中的大型燃气轮机检修周期见表1。

表1 各种燃气轮机的检修周期对比

影响燃气轮机机组检修周期的因素较多，其关键因素是燃气轮机机组的运行方式、燃烧温度、燃料种类、运行时间、启停次数和空气质量等，对于调峰负荷运行的机组，热机械疲劳是影响机组寿命的主要因素。

4 燃气轮机的检修维护

4.1 日常维护和检查

根据电厂燃机运行维护手册，结合电厂自身运行方式及设备状况，针对主要的主辅设备，制定检查及维护计划进行维护。自2005年至今，部分在运燃气轮机机组已经或已到大修周期，机组运行应减少非电网调度引起的故障跳机或减负荷。实验表明，80%以上符合跳机对燃机热通道部件疲劳寿命的影响相当于正常情况下的8倍。机组频繁的启停也会增加对主辅设备的影响，例如：M701F4水平是我国高技术水平的燃气轮机发电机组，具有效率高、排放低、供热能力强的特点，在我国得到了广泛的应用，但在频繁启停状况下，速比阀易引起阀门密封面磨损，造成阀门内漏，导致阀门故障影响机组启动。类似这样的设备是有使用周期的，应试验阀门的开闭时间，以确保设备的完整性及可靠性。

4.2 燃机进气系统定期检查

燃机进气系统的主要部件是压气机进气滤芯，燃机进气中所含污染物及颗粒大小有严格的要求，进气滤芯过滤效果差会使进气中的灰尘与污染物增多，它将对燃机压气机的可转导叶（IGV）、压气机的R0、S0级叶片、推力轴承、热通道部件、燃机压气机转子等部件的运行产生重大影响，定期对压气机进气滤芯进行检查，分析进气的清洁度及检测环境的质量十分重要。

4.3 燃机定期孔探检查

燃机定期检查的主要手段是定期孔探检查。根据燃气轮机的性能，定期对燃气轮机的燃烧部件、热通道部件、压气机动静态部件进行内窥镜直接检查，孔探检查能直观检查燃烧部件和热通道部件的损坏程度及运行情况，检查压气机动静叶间间隙是否在规定范围内，通过孔探测检查，可按计划停机，提前计划零件更换要求，以降低燃机维修成本，从而提高其利用率及可靠性。

4.4 加强我国此类设备的研发

由于国产设备的质量、使用寿命和价格上的问题，国内大型发电厂很少使用国产设备。为有效减缓这种局面，促进国内企业发展，政府应给予适当的政策支持及税收优惠，帮助此类企业加大对此类设备的研发投入，促进国产设备的发展，最终实现国产设备也能达到同类设备的性价比和功能。

4.5 优化机组启动吹扫时间

机组启动时高盘吹扫的目的是防止燃机点火时发生爆燃。M701F4机组启动时，吹扫的典型要求是保持机组转速约700R/MIN，吹扫时间550S。若吹扫时间过长，SFC耗功会增加，从而增加厂用电，同时也可能加剧设备的金属疲劳和热部件的局部烧蚀等安全问题。另外，余热锅炉的保温保压能力降低，联合循环机组的启动时间延长，不利于调峰机组的快速响应要求。