燃气轮机发电厂运行优化探究

2022-12-16费雍

科技创新与应用 2022年33期

费雍

（惠州深能源丰达电力有限公司，广东惠州 516000）

随着我国经济的全面发展与振兴，能源建设基础作用越来越重要，只有创新理论，创新技术形态，才能符合时代发展需求，推动经济振兴快速发展。燃气轮机在我国的各行各业生产中起到了重要的作用，整体看，其设备体积小、运行效率高、启动速度快且无环境污染，在各类发电厂中得到了相当广泛的应用，有效保证了电厂的稳定生产，为经济建设与民生发展提供了源源不断的能源。各行各业的发展，离不开稳定的能源，特别是电能决定了经济与社会的建设，当前的发电厂使用燃气轮机，在设备应用过程中，也受到了各种条件的限制，使设备受到了干扰，如恶劣的外部条件环境、燃气轮机长时间工作产生的高温高压等，往往会导致燃气轮机故障，不利于设备的稳定安全运行，特别是对发电厂稳定运营产生巨大的影响。做好日常的维护与检修，科学合理制定运行第一生产力，发挥设备的高效功能，提升整体运行品质。燃气轮机设备如果出现故障问题，不但不利于运行，更容易导致设备的损坏，要不断进行日常监督检测，优化路径，确保电网系统完善安全。

1 燃气轮机发电现状分析

1.1 设备故障跳闸问题

燃气轮机是重要的发电设备，在运行过程中，各部件需要协调运作，确保稳定安全的运行，在运行过程中，各部件产生损耗，整体运行成本较高，为保证设备的安全，减少不必要的损失，需要在日常运行中发挥检修维护的功能，延长设备的寿命。在实际运行中，燃气轮机发电设备频繁启停调峰或长期运行发电，一些部件得不到维护，呈现老化现象，很容易在运行过程中造成故障性跳闸，设备在不断的重复启动停止、继续运行变换中，导致了设备内部部件的严重损耗，设备使用寿命减少，不利于电网的持续供电。

1.2 超负荷运行问题

燃气轮机发电设备需要不停地运行，保证持续稳定供电，设备在运行过程中，时间往往得不到良好的控制，导致设备超负荷运行，这种状态时间越久，越容易出现设备的疲劳，超负荷运转，增加了燃气轮机发电设备的负担，整体故障发生率增加，要想故障修复，会有一定的难度，燃气轮机运行稳定性不够，无法确保安全用电。

1.3 检修成本高

燃气轮机主要是燃气蒸汽相结合的设备，通过二者有机配合，形成循环发电，设备是电厂最为重要的部分，对稳定发电起到了核心作用，通过设备的稳定运行，保证电厂良性运行。燃气轮机设备自身造价高，运行成本更高，为保证设备安全，需要根据设备运行的时限做好定期保养和定期检修工作，及时发现问题，使设备小问题得以解决，避免导致更严重的设备损耗。当前我国大部分电厂使用的燃气轮机发电设备都是进口设备，零部件更换需要一定的时间，任何一个部位出现问题，都会停机待工，进口零部件材料增加了设备维修的成本。

2 优化运行系统的实施流程

优化运行系统，更好地发挥设备的优势，保证电厂稳定安全生产。在优化系统中，需要了解流程规范，以此，做好设备的升级，更好地发挥核心功能作用。严格掌握性能试验、采样方法及计算模型这几个方面和重要数据，在数据指导下，做好设备的系统编程，通过信息化、智能化处理，提升设备的整体性能，编程主要应用于专用计算机，通过计算机的运行，保证设备科学良好的运转。要掌握后台数据的来源，通过科学可靠的方法采集和处理，确保相应程序科学合理，进一步优化重组前台系统，确保用户应用程序科学有效。根据后台数据采集，处理好相关的程序，包括在线采集数据、数据识别、参数数据库、启停参数和管理数据库等，保证各道程序的合理有效，从根本提升整体程序。优化时，其基本流程如下：基础数据采集、实时对数据的记录、计算分析设备功率、热耗性能及耗差和历史计算数据参照等。对前台优化系统用户应用程序也要优化提升，解读实时数据是重要的功能，主要包括分配负荷、显示数据。这其中的系统性能、系统耗差、系统曲线、数据查询、异常报警、输入常数和性能趋势都是需要优化的核心范畴。

3 燃气轮机发电厂运行优化措施

3.1 燃气轮机的研发与创新

要想做到设备的优化提升，需要根据相关的标准做好提升，燃气轮机性能优劣对电力供应稳定性产生巨大的影响，如果设备不稳定，无法保证稳定发电。当下，我国越来越重视环境保护，推出了低碳发展的策略，为适应新形势，就要确保设备满足节能减排的具体要求，传统燃气轮机不符合现代发展需求，必须通过合理的优化，保证国家标准，达到运行要求，这就对设备的制造厂家提出了全新的质量要求，燃气轮机研发与创新是时代的趋势，在各个方面做好性能上的改进与提升，以此，满足供电稳定性需求，并且响应国家提出的节能减排标准，推动自然与社会和谐发展。不断强化创新与研究，一是燃气轮机制造厂家需要根据燃气轮机实际应用的场景状况，进一步优化性能，减少成本，为使用方提供强大的、全方位的技术支持，集中优势资源、技术力量，对新型发电、燃气轮机本土化创新提升，确保设备符合国家标准，达到节能减排技术参数的要求，同时，也需要在先进制造、增材制造、机器人技术和数字科技等方面做好应用，以此，有效促进燃气轮机不断进行产业化的升级。根据不同的使用环境，做好本地市场需求调研，满足不同本土客户需求，抓住用户的痛点需要，解决用户的整体需求，通过优化设计与制造，保证燃气轮机的应用更加符合实际。要拿出切实可行的方案，与能源、电力行业相结合，与各方面的用户协同创新，推陈出新，为用户提供完整、系统的解决方案，快速提升生产率。二是生产制造过程中的优化，全领域抓住需求和市场，在快速发展中国制造业的同时，抓住新常态下的转型升级机遇，开辟更加广泛的燃气轮机市场，提高市场占有率，提升厂家竞争实力。燃气轮机制造厂家依据目前的技术形态，更新理念，创新技术，提高研发质量，应用最先进的技术，做好智能制造和技术整合，秉持精益制造、大国工匠的精神，利用先进制造技术、增材制造和数字化工厂技术，重新定义设备的设计、制造与模式，通过生产力的提升，推动产品换代升级。

3.2 调节流程的科学规划

时时了解燃气轮机发电设备运行规律，优化产品性能，满足不同的需求，根据流程环节，做到对流程科学设计与调整，使产品规划符合实际应用现状，有力保证燃气轮机发电设备运行动态化更新。通过大量的数据记录，为燃气轮机发电设备流程的创新提供参照，使设备的操作更加灵活，不断减少设备在运行过程中的损耗率。一是把握信息技术、科学技术的发展方向，及时创新设计理念，做好燃气轮机发电设备系统的编程创新，形成动态化管理。相关工作人员需要了解现代计算机技术和科学技术的发展，及时引入新型技术，根据各方面运行的数据，做好燃气轮机发电设备运行环节设计。二是技术人员通过得到的数据进行结果分析，解决运行中常见的问题，不断总结经验，分析故障成因，为基础做好整体的流程规划，进一步促进电网系统完善优化。

3.3 提升人员检修能力

当前，我国经济发展运行速度较快，各行各业对电力的需求量更高。我国燃气轮机发电设备大多是进口设备，一些设备的成本较高，如果设备出现问题，会造成巨大的损失，整体看，设备的维修与养护成本较高。设备运行必须要在充分掌握大量数据的情况下，才能启停，这也就对维护人员提出了更高的技术标准要求。提升技术人员检修能力是当前重要的途径，技术人员通过专业的设备仪器，对设备实地检测，同时，也需要丰富的经验对设备进行诊断，及时发现设备运行中存在的问题，减少故障率，提高生产效能，提高燃气轮机发电设备养护人员水平至关重要。一是保证人员的专业性。电厂是社会经济运行中主要部分，那么，在工作人员招聘过程中，需要招聘专业的人员，具备良好的专业技术能力与丰富的行业维护经验，专业技术人员能及时发现小故障，避免出现大问题，影响到设备的稳定运行。二是结合设备检修需求培训。不同的设备使用操作方式不同，则设备的损耗也不同，根据设备的环境、操作方式的变化，进行专项培训，对设备运行条件复杂的设备维护人员，重点对环境的治理上，对设备的维护上，做好工作人员定期业务教育培训，培训过程中，结合生产的实际，总结经验、做好沟通交流，通过实例帮助工作人员解答问题，进一步促进工作人员检修能力不断提高；技术人员在培训中，针对设备各自使用的性能原理，对燃气轮机发电设备要全面了解，从而使工作人员可以借助燃气轮机发电设备原理解决现实存在的问题，使设备性能得以优化，不断完善检修技术水平。

3.4 增加研究资金投入

技术的创新发展，需要知识的支撑，没有新知识支撑，无法完成新设备的优化，设备只有在使用过程中，才能发现问题，在实际中，进行有效的优化，以此提高设备效率。当前，燃气设备不断发展，技术水平不断提高，要想做到设备更新换代，就要学习新知识，通过资金的投入，保证设备能够提档升级。截至2020年底，我国燃气轮机联合循环装机容量达到9 300万kW，燃气设备整体功能得以提升，满足了全社会的电能需求。结合实际需求，适当增加投入，加大对燃气轮机发电设备研究，通过资金和技术投入，进一步促使我国燃气轮机发电设备自主研发，提高技术创新速度，为下一步设备的自主设计、自主生产提供强大支持，降低运行成本，保障我国电网运行稳定安全。一是分析现状。充分了解当下的趋势，对燃气轮机发电设备在我国的研究和应用现状进行系统分析，同时，结合不同地区、不同环境的需求，对燃气轮机发电稳定运行有效分解，从满足不同用户需求的角度出发，加大对燃气轮机发电设备整体的资金研发投入，为燃气轮机发电设备研究提供强大的资金保障。二是结合当地需求。进行资金投入的时候，也不能盲目投入，根据当地经济发展情况提出预算，与当地的政府相关部门沟通，与企业应用实际相联系，进一步寻求政府相关部门支持，满足企业整体需要，通过专项投入，减少不必要的资金占用。政府部门可通过政策优惠、税收减免等政策性调节，鼓励相关厂家做好发电设备研发投入，使设备能够进行产业升级改进，进一步降低成本，减少维护费用，促进燃气轮机运行效益提升。三是做好多项来源分配。燃气轮机发电设备研究的时候，不但要保证资金的充足，还要多方拓展，使资金渠道加宽，基于研究资金需求的不同，加大和相关企业单位的联合设计制造，形成相互间的促进融合，利用企业资金分摊压力，做好燃气轮机设备研发资金分配，进一步减少一次性投入，形成持续性投资，减少压力、提高效率，从而为燃气轮机发电设备研究工作深入开展提供强大的资金支持。

3.5 降低设备故障频率

当前，一些燃气轮机发电设备运行过程中，会出现较大的损耗，特别是设备的频繁重启，往往会造成设备不必要的损耗，设备出现的故障率增加，不利于设备的保养，更不利于电网系统稳定安全，及时发现故障点，做到有效的检测，发现运行中出现的常见问题，有效降低燃气轮机发电设备重启频率，保证设备稳定安全，实现持续性供电用电目标。

3.6 加强日常设备运行维护管理

3.6.1 维持过滤装置高效运行

燃气轮机进气系统和天然气供应系统是重要的部分，做好系统的维护，其中过滤装置是重点核心部件。保证高效运行，需要做好设备的维护与保养。燃气轮机进气系统自清式过滤器从技术标准上看，保证滤除5～10 μm直径粉尘颗粒，根据压差值形成轮流反吹。经过吹扫压差仍超设定值的，做好滤芯的更换，提高系统气流畅通性，避免出现滤器堵塞的问题。

3.6.2 燃气轮机清洗

做到日常的清洗与保养相结合，及时对燃气轮机压气机做好清洗，有效减少叶片积垢腐蚀，使机组性能更加稳定，延长零件寿命。在实际运行中，及时对机组观察，当发现性能指标出力下降2%～5%时，对压气机做好清洗。在保证停机的情况下清洗，做到离线清洗，尽量不做在线清洗。

3.6.3 孔探仪检查

孔探仪即是内窥镜，通过检查，找到检查孔将孔探仪探头插入，对燃气轮机易损热通道、透平喷嘴动叶片和压气机叶片等部位窥视检查检测，进一步判断机组运行的情况，根据部件的损耗，通过这种方式的检查是不用设备的解体检修，可以在有效降低维护费用的情况下，保证设备良好运行。

3.6.4 优化机组运行方式

设备运行过程中超过大气温度，出现超温运行，设备寿命会缩短，可靠性不足，大气温度降低，燃气轮机出力增加，超过燃气轮机转子设计应力，也会影响设备寿命。严格执行运行规程，做到科学操作，进一步优化运行方法，保证机组安全运行。

3.6.5 做好运行方面管理工作

做好日常的燃气轮机巡检工作，保证燃气轮机运行效率整体提升目标。不断完善现有的运行条件，确保燃气轮机运行更稳定，解决在满负荷工况下跳闸问题，尽可能结合既定标准对燃气轮机进行启动和停止操作，须把控好负荷波动速率和幅度。