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摘要:发电厂使用的燃气轮机,设备特点为价格昂贵,并且一旦在运行中出现零部件损坏、故障问题,就只能依靠从国外进口零件进行维修或更换,需要消耗大量成本,因此对燃气轮机的日常维护检修以及运行条件的优化,就显得尤为重要。本文以发电厂设备的发展现状为背景,在介绍燃气轮机检修特点,检修周期同时,围绕检修与运行两方面展开研究,并提出有效措施,以确保燃气轮机的正常运转,降低故障率。
关键词:发电厂;燃气轮机;检修与运行
早期,我国发电厂发电多采用火力发电,而随着国家推动低碳、环保发展策略,同时考虑到火力发电对大大气造成较为严重的污染,近年来越来越多的发电厂,使用利用天然气作为能源的燃气轮机发电代替了传统的火力发电,而目前我国对燃气轮机的使用多数采用进口设备,其维修、零件更换的高额成本就成了发电厂迫切需要解决的问题。
一、我国发电厂发电设备发展现状
我国于19世纪末期就开始逐渐出现了以工厂模式的发电厂,早期因发电技术相对落后,普遍以煤炭为原料的火力发电,随后人们逐渐认识到火力发电对大气的污染,从而开始研发其他形式的发电设备,如依靠水力发电的水力发电机器、以风作为能源的风力发电机以及潮汐、核动力发电机等等,而当前这些技术多数都是用于军用或是国家电网。随着科技进步,我国越来越多的电场从国外引进了国际领先的燃气轮机发电机,这些设备较多购买于GE、三菱重工,以及西门子。
二、发电厂燃气轮机检修特点及周期确定
虽然我国也生产处部分零件,但是其性能相比国外进口的仍稍显不足,同时维修工作,也多数依赖设备制造厂商来完成,因此当前多数燃气轮机的运行、维修都对进口有着高度依赖。
在检修周期方面,每个厂商所生产的燃气轮机,都依据启动次数、EOH等效运行周期来决定设备的检修时间间隔。当前我国电厂在燃气轮机的使用上,基本都是处于长期运行的状态,其EOH时间普遍比启动次数先到达检修周期,但是调峰模式下,设备的启动次数就会先于EOH到达检修周期。表1的数据是我国进口的几类要燃气轮机检修周期:
三、燃气轮机检修与运行措施
(一)日常检修优化措施
1.结合传统、状态检修模式
当前,我国多数发电厂对燃气轮机依旧采用传统检修方式,即定期对机组进行小规模、中规模、大规模检修,而因我国在该领域技术相对落后,因此多数情况下检修都需要依靠设备厂商提供的时间表对设备进行检修,高额的检修成本对企业的经济效益造成很大影响。为了有效延长检修的周期、检修时间,需要发电厂引入‘状态检修’方式,即分析、检测设备的运行状态,对故障设备及时处理并防患于未然,最大化减少突发事件造成机组调差,从而有效降低维修成本,延长设备寿命。
2.优化燃气轮机备件数量
(1)优化备件数量
以三菱F级燃气轮机为例,该系列燃机的一整套热通道备件的价格已经达到上亿人民币的价格,目前对热通道部件的检修工作程序,要求检修前需要一套准备备件,每次检修后都要对相应的部件进行轮换,换下的部件会返厂进行检查、修复或是更换等处理,。因此为了有效优化备件数量,应该结合每年的用气量,以厂商技术文件中设备检修间隔时间为依据,将每个机组的检修间隔时间表错开,从而实现调配热通道调配,有效减少备件数量,节省大量成本。
(2)优化部件采购模式
在业主运行维修没有自主权的条件下,燃气轮机的维修费用十分高昂,因此首先可以加大燃气轮机的进口力度,将同类型机组增加,随后作为整体与制造厂商签订长期服务、备件合同,从而获得对配件、维修更加优惠的价格,从而有效降低成本。
3.对过滤网定期更换
过滤网对于燃气轮机进气颗粒的大小以及含量起着决定性的作用,而燃气轮机对污染物的颗粒浓度强度有着严格的要求,若过滤网性能未达到要求,就会造成大量污染物、尘土进入设备,对设备的热端部件、推力轴承等部件的安全运行带来很大隐患,因此需要机组人员定期确定过滤网清洁度、更换间隔。
(二)运行优化措施
1.避免满负荷工况跳闸和甩负荷现象。燃气轮机的当量启动次数,在出现满负荷跳闸的情况下是正常停车的10倍以上,一次甩全负荷,是正常停车当量启动次数的6倍以上。如三菱F系燃机,当发生一次跳闸,1类热通道部件寿命的损耗,将是正常运行下200h损耗,二类热通道寿命损耗等于正常运行100h的损耗。
2.机组停机需严格按照启停曲线操作,防止负荷快速变化,负荷快速边比划会加大机组EOH等效运行时间,增加叶片应力、热疲劳寿命损伤,进而将机组的检修周期缩短。
3.延长运行时间,有效减少停启次数,开启后尽量延长运行时间,减少高温部件的损伤,有效对高温部件寿命加以延长。
4.定期运行巡检
机组人员每天都需巡视、检查系统的全系统,对机组运行参数实时跟踪、观察变化,以便于及时发现可能造成故障的问题并及时排除,比较运行数据,分析运行参数的变化规律,从而为检修计划的制定提供数据支持。
结语
目前,已经越来越多发电厂引进了燃气轮机,其昂贵的维修费用和部件采购费用为发电企业的经济效益带来了严重的影响,因此为了有效延长检修周期,节省维修成本,就需要以厂商提供的技术手册为依据,定期进行过滤网更换、热通道的维护,优化备件数量和采购方式,将传统的维修与状态维修结合,并在日常运行中定期巡检,最大化避免跳闸、甩负荷现象发生,按照启停曲线控制设备启动/停止,并在每次开启后尽量延长维修时间,从而最大化保障设备使用寿命,有效降低故障率,节省企业成本。
参考文献:
[1]田冰昕,赵志波,李永超.浅析发电厂燃气轮机的检修及运行策略[J].工程技术:引文版,2016(12):00171-00171.
[2]吴胜伦.发电厂燃气轮机的检修及运行策略[J].黑龙江科技信息,2016(23):143-143.
[3]贺杰.发电厂燃气轮机检修运行现状及改进策略[J].技术与市场,2016,23(7):247-248.