燃气轮机运行与维修技术探究

王文斌

摘要：随着我国工业化发展速度的逐渐增快，燃气轮机运用范围不断拓宽，提高了生产效率。但是燃气轮机在实际运行过程中，会被各类因素干扰，若维修和检修不及时，就极易出现故障问题，威胁人们的生命财产安全。所以，需通过科学的运行与维修技术，加强燃气轮机运行的稳定性、安全性。基于此，本文主要探究了燃气轮机运行的优化，以及相应的故障诊断与维修技术，以供参考。

Abstract： With the rapid development of China's industrialization， the application scope of gas turbine has been widened and the production efficiency has been improved. However， in the actual operation process， the gas turbine will be disturbed by various factors. If the maintenance and repair are not timely， it is very easy to have fault problems and threaten the safety of people's lives and property. Therefore， it is necessary to strengthen the stability and safety of gas turbine operation through scientific operation and maintenance technology. Based on this， this paper mainly explores the optimization of gas turbine operation and the corresponding fault diagnosis and maintenance technology for reference.

关键词：燃气轮机;运行;维修技术

Key words： gas turbine;function;maintenance technology

中图分类号：TK473.73                                    文献标识码：A                                  文章編号：1674-957X（2021）21-0164-02

0  引言

燃气轮机在节能减排方面涉及诸多优势之处，满足现阶段绿色发展理念。并且，燃气轮机占地面积偏小，无需投入过多的建设成本。随着可持续发展理念的全面推广，社会转型速度逐渐增快，将燃气轮机运用到生产工作过程中，可提高安全性，发挥出良好的削峰填谷作用。现阶段，我国在燃气轮机使用数量方面不断上升，受制造、设计等因素的影响，会导致具体运行效果下降，再加上缺乏科学、高效的运维技术，燃气轮机难以展现出良好的实效性。所以，需结合燃气轮机运行特点，运用相应的维修技术，加强运维服务水平。这样除了能够夯实安全生产的基础之外，还能够为企业创造更多的经济效益。

1  燃气轮机概述

对于燃气轮机工作原理而言，表现为以下方面：其一，通过压气机吸入空气，然后利用轴流式压气机逐渐提高空气压力和温度;其二，将压缩空气压送到燃烧室内，进行燃料混合燃烧，然后把高温高压的气体送入透平做功，推动燃气轮机核心进行高速旋转，在空气带动下将燃料能量转化成机械功，亦或是电功。启动燃气轮机的过程中，应通过外接动力带动压气机，当燃气透平转化形成的机械功超出压气机消耗的机械功后，才可以将外界动力撤下。图1为燃气轮机基本工作原理图。

2  现阶段燃气轮机运行与维修情况

现阶段，燃气轮机检修工作主要运用计划性检修的方式，重点针对热通道部件运行情况与燃烧室实际状态等方面[1]。检修过程中，运维工作人员需要掌握等效启动次数与运行时间等相关参数，进而明确检修周期。因为燃烧室正常运行时温度较高，所以需要将火焰筒、燃料喷嘴、旋流器以及过渡段等作为检修重点，并运用周期性检查的模式，排除运行过程中存在的安全隐患。透平静叶片、动叶片、护环等，属于检修热通道部件的重点，避免出现锈蚀与脱离等相关问题。及时处理各类故障问题，并运用综合性预防措施。另外，整机检修也属于燃气轮机较为常用的一种检修方式，涉及燃烧室、压气机、透平部件等。和以上两项检修内容相比之下，存在周期长、工作量大等特点，并且需要投入较高的检修成本。但是，因为检修时主要依靠主机制造商，会让检修工作灵活性出现缺失，无法让检修工作和企业生产维持同步。所以，需积极引进各类现代化检修理念，开展定期检修的基础上，运用视情维修、状态监控等方式，促进运维效果的提高。

3  燃气轮机运行的合理优化

其一，提高燃气轮机压气机吸入的空气质量。若进入压气机中的空气包含过多杂质，极易引起燃气轮机叶片出现磨损的情况，对此可通过安装空气过滤器的方式净化空气，保证压气机吸入空气的品质[2]。加强对滤芯的检查，及时进行更换。同时，空气流量要平稳，不可过低，防止压缩机产生喘振的状况;其二，控制好燃料之中的杂质。适宜的燃料能够防止杂质的燃烧引起燃烧室喷嘴出现磨损的情况，进而需要在满足要求的状况下，选择优质燃料，减轻燃料燃烧后杂质对机器设备的影响;其三，控制好机器启动次数。经常异常关闭亦或是重启燃气轮机，会导致其使用寿命减少。对此，为了能够促进燃气轮机使用寿命的延长，应控制好启动与跳闸次数。主要做法表现为，结合燃气轮机特点绘制标准启停曲线，再根据启停曲线控制启停，防止负荷变化率短期快速变化。同时，建立合理的生产计划，适当延长燃气轮机运转时间，控制正常启停次数。全面控制与调整可能会导致燃气轮机非正常停止的因素，减低跳闸甩负荷状况的产生几率。

4 燃气轮机的故障诊断与维修技术分析

4.1 故障诊断技术

4.1.1 神经网络诊断技术

神经网络诊断实质上表现为溯源诊断法。此方式较为抽象，难以理解。简而言之，指的是结合机器故障出现的征兆，追溯故障源头，明确源头和故障问题存在的直接关系，并进行维修[3]。对于神经网络诊断技术而言，优点在于能够关联记忆，运用溯源的方式，及时发现问题，涉及容错性强、关联记忆的特点。缺点则为当系统内部故障征兆不明显，亦或是判断较为困难时，那么就会使得工作人员难以追溯故障源。同時，若无法分析故障征兆和故障源之间的关系，就没有办法解决。因为神经网络诊断除了需要明确故障征兆之外，还要结合征兆分析源头问题，所以诊断时间偏长。若系统中不存在存储故障，就会失去诊断能力，进而引起误诊的情况。另外，运用神经网络诊断技术时，难以避免各类问题的出现，进而使得此诊断方式难度上升，诊断结果也更容易误导检修人员。

4.1.2 专家系统诊断技术

专家系统诊断技术属于燃气轮机中十分常见的一种故障诊断方式，偏向于保守类，用途十分广泛[4]。具体表现为总结以前出现过的各类故障，然后对这些故障进行深入分析，详细记录解决方式，汇总到系统内。若出现类似故障，那么就运用之前的方式解决。对于检修人员而言，此种直接套用以前经验的方式较为简单，可迅速的将问题解决，但不足之处也十分明显，即遇到新问题时，检修人员无从下手，进而出现进退两难的情况，不只是耽误时间，还会引起误诊的问题，不利于燃气轮机的稳定运转。

4.1.3 混合智能故障诊断

燃气轮机涉及多种型号，各个机组的使用参数也不同，所以统一运用相同的检测系统难以发挥出良好的效果[5]。诊断型号不同的燃气轮机时，应结合不同的发动机参数，进而确保诊断结果的可靠性、科学性。对此，我们需要将上述两种诊断方式所具备的优势进行整合，形成混合型诊断法。此种诊断方式的优点在于能够结合历史经验、故障源头等对问题进行综合考虑，并利用适宜的机组参数开展查询调整，最终制定最佳的解决方案，确保燃气轮机稳定、安全的运行。但是，因为大多数燃气轮机为标准参数，所以此方式适用于特殊参数的燃气轮机。

4.2 燃气轮机高温部件运行维护技术

4.2.1 内窥镜检查

要想掌握燃气轮机运行过程中内燃机高温部件的情况，运维人员需要对内窥镜进行安装。如此一来，能够运用内窥镜检测保护层是否出现脱落以及部件是否被腐蚀等。通过此方式，运维人员能够立足于双筒望远镜对内燃机进行实时监控，构建科学、可靠、高效的维护计划，及时发现和纠正问题，防止故障进一步扩大。运用以上方式，除了能够降低燃气轮机的磨损之外，还可以减少维护成本，缩短工作时间、提高工作效率。

4.2.2 对 Internet上的运营交易进行监视

通过在线监测的方式实时监控燃气轮机参数变化，若运行和标准参数存在差异，那么代表此设备出现问题。运维人员应第一时间调整，把参数控制在标准范围内，同时维持运行，避免燃气轮机产生无故运转的情况。此方式能够让运维人员迅速的找出问题，并运用相应的措施进行调整。

4.2.3 燃气轮机的保养和维护

4.2.3.1 制定合理的日常养护计划

针对不同型号的燃气轮机，需采取不同的养护与维修方式。运维人员应结合燃气抡起型号与具体状况，建立全面、完善的养护方案，并在实际工作中根据养护方案要求检查、维护、诊断燃气轮机，并详细记录工作过程，保证燃气轮机稳定、高效的运转。

4.2.3.2 设置科学的检修周期

对于燃气轮机检修而言，涉及三个方面，即大检修、普通检修、小检修[6]。其中，大检修需要每隔四年开展一次，普通检修三年一次，小检修则两年一次。要想确保燃气轮机可靠性、安全性，在大检修的过程中，需要对全部零部件进行维护和保养;普通检修应将燃烧室、喷嘴、过滤段等作为维护与保养的重点;小检修则结合实际使用状况检查机器设备和零件，消除安全隐患，及时发现问题并修理。采取以上检修周期能够延长燃气轮机的使用寿命，并促进运行效率的提高，加强安全性、稳定性以及可靠性。

5  结语

综上所述，现阶段燃气轮机在使用范围方面十分宽泛，并展现出了重要作用，其安全性、稳定性关乎重大。对此，运维人员需要更加重视燃气轮机存在的问题，及时发现和解决问题，不断完善燃气轮机运行的安全系数和稳定系数，提高燃气轮机的运行效率，延长燃气轮机的使用年限，为我国节能减排和环境保护贡献力量。

参考文献：

[1]伍赛特.燃气轮机应用选型与节能措施研究[J].上海节能，2020（11）：1258-1264.

[2]李振华.燃气轮机检修存在技术问题及防范措施[J].机械工程与自动化，2021（02）：187-188.

[3]万震天，田书耘，谢岳生，刘传亮，范雪飞.燃气轮机运维关键技术分析与思考[J].能源研究与管理，2020（01）：111-114.

[4]朱哲煜，董丽娟.内燃机机械维修中的常见问题及控制措施[J].南方农机，2021，52（02）：118-119.

[5]周绪强.燃气轮机故障诊断技术探讨[J].化工管理，2019（16）：180-181.

[6]孔祥宇.燃气轮机气路故障诊断技术探讨[J].科学技术创新，2019（06）：192-193.