发电厂燃气轮机检修运行现状及措施探讨

2021-01-02徐斌

科技创新与应用 2021年29期

徐斌

(深能安所固电力(加纳)有限公司，广东深圳518000)

随着我国经济的全面发展，对电能的需求量增加，发电厂是当前主要的电力部门，对稳定发电起到了决定性作用，只有全面提高技术水平，才能保证良好供电用电质量，更好地推动经济建设。传统的发电技术主要是火力发电，火力发电要燃烧大量的煤炭，在燃烧过程中，往往会对周边的大气造成严重污染，并带来一系列的环境问题。随着技术全面发展和我国结构性改革，各种新型理念得到了执行与推广，特别是环保与绿色概念的提出，更要求传统电厂进行技术创新。随着新型设备的开发，燃气轮机发电技术也成为当前最为主要的技术形态，在发电行业得到了广泛的应用。燃气轮机设备是一种新型的设备，改变了传统能源单一的结构形式，通过将天然气作为发电能源，为全社会提供质量更好的电能。天然气是一种环保能源，符合清洁能源的整体要求，同时，通过天然气的使用，也大大减少了对传统能源的浪费，有效缓解了因火力发电造成的环境污染等问题。当前，国际大环境已经发生了变化，而我国传统能源发电的现况还没有得到有效解决，各种先进的设备依然需要进口，特别是天然气发电机组更是依赖进口，设备的日常维护成了主要的问题，只有全面保证设备良好运行，才能保证发电质量，进而更好地服务全社会。

1 发电厂

1.1 传统发电设备

发电厂就是常说的发电站，其主要作用是通过良好的技术转化，把自然界中蕴藏的能源进行有效转变，形成可存储与利用的电能。随着经济不断向前发展，19世纪末，工业生产进入到了一个高速发展的阶段，此时对电能的需求量增长，为了全面满足生产生活用电需求，开始出现以工厂模式建立的电力生产中心，这个中心就是发电厂。受到技术的影响，当时的发电厂只能靠煤炭能源进行发电，能源浪费大，环境污染严重。随着技术进一步创新，各种新型的发电设备生产出来，有效缓解了环境污染和大气污染的问题。

1.2 燃气轮机发电设备

随着技术不断发展，更加节能环保的设备被开发出来，并得到了广泛使用，当前，我国采用的燃气轮机发电设备多数来源于国际进口，依赖性较强，出口企业基本为GE、三菱重工等国外制造企业。虽然我国自改革开放后的经济和科技水平均有所提升，但是，一部分机械设备还不能实现自主制造，很多进口的设备在使用一定时间后会出现问题，维护也成了主要的问题。我国专用机械发展速度不快，影响到了设备的更新与换代，大型燃气轮机发电设备虽然有一定的产量，但是质量不可靠，稳定性不强，质量和使用年限较国外产品比较弱，且产品价格较贵。目前看，我国大型燃气轮机发电设备基本都是进口。

2 发电厂燃气轮机检修的特点分析

2.1 燃气轮机的检修特点

燃气轮机要全面保证稳定与安全，就要做好日常的维护与检修。进行检修时主要包括三种形式：小修、中修和大修。当下，我国大多数发电厂燃气轮机设备都是进口的，进口设备检修技术较复杂，需要以国外的技术人员为主进行，而且要想全面完成一个设备的检修，还需要一定的检修周期，并经过严格的规定与计算，才能做好设备的问题评估。大型燃气轮机部件轮换方式也较复杂，一般需要经过返厂—检查—寿命评估—修复—发电厂安装等多种程序后才能修复，这种复杂流程既浪费了时间，又增加了费用。发电企业如果要保证供电质量，则要做好事前的准备，很多部件需要预备好，不然就有可能造成设备停摆，影响到发电质量。

2.2 燃气轮机的检修周期

检修受到厂商的限制，不能自主进行。一般情况下，设备检修需要制造商对发电厂燃气轮机进行排列，厂商有一个不同设备售出时间的周期表，设备检修就是按照这个表进行排列的，如果不在检修周期计划内，则无法进行快速的检修。周期排列主要通过以等效运行时间或启动停止次数数据来确定，如果数据没有问题，则很难进行检修，进而影响到燃气轮机运行。如果是大型电厂，设备则要长期运行，加大了设备的磨损程度，电厂承担长期运行负荷的同时，也需要承担调峰任务两班制模式，如果设备处在长期与连续要求的运行模式中，那么对燃气轮机来说就是延长了工作的时间，如果在检修周期内进行检修，就会造成设备的停止运行。

3 对燃气故障排除和维护的措施

3.1 燃气轮机工作振动现象与维护

燃气轮机振动现象是运行过程中的常见问题，需要科学地进行检测，才能分析出成因。利用振动显示仪对燃气轮机进行检测，能够快速进行故障的诊断，测出振动点。进行检测过程中，要根据振动显示仪的不同波动进行分析，如出现异常波动要立刻停止设备运行，不能因为运转导致轴承和转子的更大损伤，有效保证设备的安全。要对所出现的波动现象进行分析，如果是燃气轮机叶轮结垢和磨损，要做好定期的维护，对压气机进行清洗，有效去除叶片上的杂物，从而有效恢复其动平衡，这样就能够解决运行过程中出现的波动现象，保证设备安全稳定运行。

3.2 进气过滤器的问题与维护

燃气轮机运行过程中，往往会有部分污染物进入通道，根据运行的需要，设置浓度和颗粒物大小范围，如果超出规定的范围，则会产生影响，导致进气过滤器不通。要对进气过滤器进行清理，及时对附于上面的杂物进行清除，保证其功能的稳定。尘土和杂物会对燃气轮机汽轮机压气机叶片、推力轴承、热端轴承和转子产生影响，不利于设备运行，为了保证正常工作，则要定期对过滤器进行检测和更换。

3.3 热通道部件问题与维护

燃气轮机日常运行时，要严密监控，保证设备稳定运行，如发现性能下降的现象，则需要对燃气轮机气缸窥孔进行检测，通过检查孔对压气机叶片、燃烧室喷嘴及火焰管和透平叶片进行窥视检查，及时发现异常，针对不同的问题做好及时清洗，保证燃气轮机清洗到位，提升燃气轮机运转效率，增加燃气轮机寿命。根据设备的运行条件，用好现代监控系统，全面监控设备的运行过程，并对反馈回来的数据进行分析整理，通过实时的燃气轮机传感器反馈数据处理，有效分析出设备运行异常，避免出现大的故障，影响设备的整体安全。

4 对燃气轮机的预防性维护

4.1 做好检测记录

燃气轮机运行管理是至关重要的一环，要把管理贯穿到燃气轮机使用的整个寿命周期，做到日常维护与检查并重，在设备每个时期都要做好记录，包括日常运行、设备检查、燃气轮机状态等；定期做好设备运行每一个阶段的记录，提前做好准备，做好预防性检测。燃气轮机管理是重要的环节，不能单纯依靠经验进行，要通过事前监控，及时发现问题，解决好出现的小故障，才能避免出现大问题。

4.2 做好检修计划

在设备的日常维护工作中，对燃气轮机维护、维修策略科学制定检修计划，对容易出现问题的部件进行重点检测，对燃气轮机检测有针对性地设计，可以把每台燃气轮机当成一个独立维护点，以他们运行的情况为依据，做好单独的检测，保证每一台设备都有一个方案，使设备及时得到维护与保养，提高了工作整体效率。

4.3 做好档案管理

燃气轮机预防性维护是保证设备稳定运行的关键。为了提高燃气轮机维护效果，就要做好档案记录管理，通过对燃气轮机维修档案的统计，及时总结燃气轮机故障规律。这样进行日常检查时，能够根据不同的设备情况做好重点检测，提早发现燃气轮机出现故障的征兆，通过档案的分析，发现燃气轮机故障周期，有效做好预防性维护，有利于保证设备稳定安全运行。并且要充分用好信息化管理手段，针对燃气轮机的不同情况建立精准的电子维护档案。

5 燃气轮机检修中发现的问题

5.1 设备多频次重启

发电厂倒班制使人员更换频繁，一般情况下，交换班人员会检测设备的运行情况，在接班后对设备进行试运，在频繁的设备试运中，往往会造成设备损坏。燃气轮机发电设备是大型发电设备，如果是在正常情况下的关闭启动，没有大的损耗，但是如果多次频繁地启停就会产生影响，设备会增加损耗，比正常运行状态下的常规损耗更多，长此以往的多频次启停，造成设备损耗积累记忆，如果没有及时发现甚至会造成设备突然损坏。

5.2 检修人员专业技能低下

当前，我国大型燃气轮机发电设备依赖进口，大部分设备与部件都是国外生产的，这些进口设备检测需要专业人员进行，可是，当下我国电厂专业人员不足，一些设备的检测工作由非专业人员进行，很多设备不能做到应检尽检，特别是重点的设备，还没有达到全部国内检测。因此许多设备因为长时间运转，导致设备损耗严重直至报废的现象，浪费非常严重，企业损失较大。

5.3 发电设备超负荷运行

发电设备或普通机械都有一个运行范围，要根据设备运行周期做好时间上的分配，设备超出最大运行时间，则需要关闭，进行修整，通过科学养护后才能继续运行。目前看，我国大型燃气轮机发电设备多无法得到有效修整，均存在超负荷运行及维护不及时的问题，这种状况持续影响到了设备的安全，设备超负荷运转最后的结果就是设备过早衰老、使用年限减少、设备故障频出、提前报废等。

5.4 维修费用高昂

燃气轮机类设备都是进口设备，一些小问题能够在国内解决，但是大的维护与检修则要依靠国外技术人员，这就要求企业必须付出高昂费用，才能及时进行设备的维修。而维修不到位最终会造成电力供给漏洞。除了一定的维修人员成本外，还要更换零部件，零部件也来自国外，有些产品不兼容，必须要由原厂补充，且部件价格较高，增加了维护的成本费用。

6 针对存在的问题提出改善思路

6.1 减少设备重启频率

大型设备需要严格规范操作规程，根据规程进行操作，才能有效保证设备的稳定，提升使用效率。如果长期不按照规程操作，就会导致电路及零部件冲击损耗，燃气轮机更是如此，如果是高频次重启不但影响到设备安全，更会导致设备零部件衰老损耗。要严格制定规范标准，约束好操作人员的行为，按照规定时间对发电设备进行关闭和重启。

6.2 加强维护人员专业技能培养

发电厂要根据设备的情况，强化自主研究能力，做好人才的后序培养工作，通过提高技能，全面保证设备正常检修和维护。要有针对性地培养专业人才，全面保证大型燃气轮机日常的设备维护与保养，形成技术自主服务，提高设备日常预防能力，对日常问题能够及时处理。

6.3 定期巡检

形成定期巡检制度，通过对各种设备的定期检查，及时发现问题。要形成固定时间全面巡检，通过全面巡检代替年检，减少年度工作强度，同时，也强化了技术能力，促进电厂技术提升。燃气轮机要保证科学运行，根据设备的时间做好运行调整，对超过规定时间的要及时关机检修。尽可能减少设备超负荷运转的情况，全面提高设备运行效率。

6.4 加强国内此类设备研究

当下，国产设备质量不达标，使用年限较短，价格过高，限制了设备的应用，市场认可度不高，要不断加强自主创造能力，通过设备国产化，有效减缓市场供应依赖进口的现况；政府需要加大支持力度，予以适当政策和税收优惠，帮助研发企业加大设备研究，有效推动国产设备发展，减少国外进口比例，强化自主研发能力，最终使国产设备占据市场份额，减少企业运行成本。