摘 要:簡要介紹燃氣輪機電廠的檢修特點與檢修周期的確定。結合燃機日常維護的方法和經驗,如何采取措施降低熱通道與燃燒部件的損耗。簡要闡述檢修模式。
關鍵詞:燃氣輪機;燃燒部件;熱通道;檢修周期;檢修模式;備品備件
隨著國家經濟的高速發(fā)展以及對環(huán)境問題的重視,國家提倡使用清潔能源,調整能源結構,燃氣輪機電站或電廠的建設速度也不斷加快,燃氣輪機電站因具有占地面積少,建設周期短,清潔環(huán)保,投資少,啟動快捷靈活,備用與調峰效果好而備受關注。2015年6月至9月期間全國有6臺F級燃氣輪機相繼建設完成并投入運行。這些燃氣輪機的相繼投產和營運對改善我國的能源結構都具有深遠的意義。這就要求在技術和管理上都需要不斷地探索和總結,才能提高燃氣輪機的技術和管理水平。然而在燃氣輪機的設計和制造技術方面還很薄弱,大型燃機電站的燃氣輪機主要依靠國外進口,特別是對燃機核心部位維修時的備品備件方面。
因此做好燃氣輪機的檢修策略,對燃機電站的安全經濟運行有著深遠的意義。
1 大型燃機的檢修特點
燃氣輪機的檢修分為小修(燃燒室檢修)、中修(熱通道部件設備檢修)和大修(燃氣輪機檢修)。當前國內無論E級還是F級燃機多數為進口設備,檢修周期和計劃都根據燃機制造商在技術合同文件中所規(guī)定的條件來確定的,即等效運行小時數(EOH)或啟停次數。燃機的檢修多采用燃燒部件、熱通道部件的輪換的方法,將更換下的部件反制造廠維修檢查,進行部件的壽命評估,在進行修復后運至電站,因此電站在檢修時必須準備好足夠整套的更換備品和備件。
2 燃氣輪機機修周期與計劃的確定
每個燃氣輪機的檢修周期計算方法不同,但基本上是以運行小時數或啟停次數來確定燃氣輪機的檢修方式,運行小時數與啟停次數兩者之間先達到即停機檢修。機組運行達到等效運行時間后停機檢修,啟停次數達到規(guī)定次數后即達到檢修周期。
3 燃氣輪機的檢修維護
3.1 日常維護與檢查
①根據電廠的燃機運行維護運行手冊,結合電廠自身的運行方式和設備狀況,針對主要的主輔設備,制定檢查和維護計劃來進行維護。
自2005年至今的部分在運燃機機組已經或已到大修周期,機組的運行應減少機組非電網調度原因而產生的故障跳機或減負荷。實驗證明發(fā)現,80%以上符合跳機對燃機熱通道部件疲勞壽命的影響相當于正常狀態(tài)下的8倍。機組頻繁的啟停對主輔設備的影響也會增加,例如9FA機組燃氣系統(tǒng)的清吹閥、速比閥在頻繁的啟停狀況下容易造成閥門的密封面的磨損,致使閥門出現內漏現象,形成閥門故障影響機組啟動。類似這樣的設備是有使用周期的,因此制定有效的檢查計劃,定期做好閥門與管壓力試驗,同時進行閥門的開閉時間的試驗,以確保設備的完好和可靠。
②燃機進氣系統(tǒng)的定期檢查。
燃機進氣系統(tǒng)主要的部件就是壓氣機進氣濾芯,燃機對進氣中所含污染物和顆粒度的大小是由嚴格的要求進氣濾芯過濾的效果差將造成進氣空氣中的較多灰塵和污染物,將對燃機壓氣機的可轉導葉(IGV),壓氣機的R0與S0級葉片、推力軸承、熱通道部件、燃機壓氣機轉子等部件的運行帶來較大的影響,定期檢查壓氣機進氣濾芯,分析進氣的清潔度和檢測環(huán)境的優(yōu)劣是很重要的。同時也要監(jiān)測濾芯的運行狀況、濾芯壓差的變化和小時數,確定更換壓氣機進氣濾芯的最佳時機。
③燃機的定期孔探檢查。
燃機的定期檢查的主要手段是定期孔探檢查。根據燃機的性能狀況,定期對燃機的燃燒部件、熱通道部件和壓氣機動靜部分進行內部窺視直接檢查,孔探檢查可以直觀的檢查燃燒部件、熱通道部件的受損程度和運行狀況,壓氣機動靜葉之間的間隙是否在規(guī)定的范圍內,應用孔探測檢查手段可以按計劃停機并預先計劃零件更換要求,達到降低燃機維修成本和提高利用率和可靠性的目的。某燃機電廠在2009年8月間根據機組維護的要求,利用機組停運的機會對#2機組進行孔探檢查,發(fā)現壓氣機S1級一張靜葉產生裂紋,機組及時進行檢修更換葉片,同時對燃機的各個部件進行解體檢修,避免事故的發(fā)生,提高了機組的安全可靠性。
3.2 檢修與維護
3.2.1 各類檢修模式的結合
燃機電廠的檢修模式依然是傳統(tǒng)的檢修模式,依照運行維護手冊的要求定期進行機組的各個類別的檢修。大型的燃氣輪機主要是依靠進口或是捆綁國內汽輪機制造廠家引進的方式,由于技術壟斷,各個燃機電廠的檢修技術還處于初步階段,檢修工作很大程度上還是依托制造商,如GE公司的檢修服務隊伍,東方電氣公司和上海電氣。由于檢修與維護的成本過高,已經超出電廠的支出預算,嚴重影響到電廠的經濟效益。十幾年間各大燃機電廠都在研發(fā)延長檢修時間的相關技術,探索延長檢修時間間隔的措施和檢修方式,同時引入狀態(tài)檢修和精密點檢的模式,通過對機組的運行狀況的實時監(jiān)控和分析,設備出現故障和異常做到及時發(fā)現及時處理解決,減少因突發(fā)事故導致的機組不安全因素,延長機組的使用壽命并降低檢修成本。
華電浙江半山燃機發(fā)電有限公司經過4到5次9F燃機的燃燒部件小修已經完全可以自主進行小修并積累了檢修經驗;張家港華興燃機發(fā)電有限公司通過與哈重裝集團合作在燃機的燃燒部件與熱通道檢修方面積累和掌握了檢修的工藝和方法。北京國際電氣工程公司燃機公司已經參與了北京太陽宮熱電、深圳鈺湖電力、京橋熱電等諸多燃機電廠的檢修和緊急搶修工作,特別是2015年第一次自主完成京橋熱電#2西門子燃機小修。2014年期間,華電江蘇戚墅堰發(fā)電有限公司自主完成9FA燃機燃燒部件小修和壓氣機開缸的檢修工作。目前來自獨立第三方燃氣輪機服務企業(yè)的挑戰(zhàn)已經引起了目前把持國內燃氣輪機服務市場的主機制造商們的警覺,2014年3月成立華瑞(江蘇)燃機服務有限公司于當年6月承接江蘇華電儀征熱電有限公司#3燃機(西門子E級)本體小修,機組整體啟動一次成功,標志著華瑞成功亮相國內燃機服務市場。隨著時間的推移,第一批燃氣輪機的長期設備維修協議將會逐漸到期;而新市場的不斷開拓,也給燃機檢修服務提供了更多的市場空間。盡管在之前的“市場換技術”中并沒有達到預期目標,但是國內一些燃機電廠和制造企業(yè)也累積了一定的技術。
3.2.2 燃機備品備件的配置
大多數燃機電廠采用合約模式,備品備件由制造商提供,在這種模式下造成檢修維護費用較高。隨著國內各種大型燃氣輪機數量的增加,同一集團或同一區(qū)域內的同類型燃機也相應增加,同類型的各個燃機電廠可以作為整體與制造商簽訂長期供貨和服務合約,增加主動權,從制造商以優(yōu)惠的價格選購備品備件、進行部件維修和選擇檢修技術指導人員進場服務。既保證備品備件的供應、設備的維修,又減低檢修成本。另外,同一區(qū)域內機型相同的燃機在檢修的周期上可以錯開,在備品備件的使用上可以互通有無,實現燃機備品備件之間的調配,減少備品備件的存量。
例如,上海通華燃氣輪機服務有限公司隸屬于中國五大發(fā)電集團之一的中國華電集團公司,專門為燃氣輪機電廠提供燃機設備及備件采購、燃機備件修理、燃機備件聯合儲備管理與調配等服務。自2013年以來,公司與美國GE公司、日本三菱重工、德國西門子公司簽訂了多個長期服務協議,公司從幫助業(yè)主進行燃機備品配件長期采購協議談判入手,幫助業(yè)主爭取更有利的合同條款和更有優(yōu)勢的價格。在合同執(zhí)行過程中,充分發(fā)揮通華在業(yè)主與制造商間的橋梁作用,協調和幫助業(yè)主解決燃機燃燒部件、熱通道部件以及燃機相關設備的相應問題。通過完善的商務管理和物流管理,保證供貨的及時性。通華公司在協作網燃機電廠范圍內建設虛擬倉庫制度,積極協調各成員單位,盤活各廠的燃機備件庫存,急各廠所急,進行緊急調配,解決通華成員單位的生產備件緊缺困難。2013年,通華公司共實施了14次調配工作,調配備件數量113件,調配的貨物金額超過3000萬元。多年的虛擬倉庫運作工作,既幫助各成員單位解決了燃眉之急,又使通華公司積累了豐富的聯儲聯備、備件調配的經驗。
3.2.3 燃機電廠檢修隊伍的建設
目前大型燃機電廠的檢修主要依靠國外的技術力量和國內各大汽輪機廠,在燃氣輪機的檢修技術領域是國內燃機技術人員不得不面臨的挑戰(zhàn)。提高和提升燃機電廠的自主檢修能力迫在眉睫。
①檢修隊伍的建設。
燃機檢修借鑒學習GE公司、西門子公司檢修服務的成熟管理模式,建立技術管理和檢修作業(yè)相互支撐的體系,要求每個員工都有準確的定位,對員工的工作態(tài)度、工作作風、工作精神、工作技能、工作目標進行嚴格規(guī)范,打造了一支技能好、素質高的燃機檢修隊伍。
②檢修的優(yōu)化管理。
在檢修執(zhí)行方面,針對國內燃機檢修人才稀缺的實際情況,拓寬燃機檢修人才的培養(yǎng),建立了燃機檢修的崗位任務、人員培訓和分級檢修的系統(tǒng)性規(guī)章制度建設和工藝標準建設。編制了相應的燃機結構原理和檢修基本工藝培訓課件,為檢修作業(yè)人員進行了專業(yè)理論培訓。同時,修編、完善、細化了作業(yè)指導書等技術規(guī)范,檢修工作中,并做到聯系實際、現場講解、實物分析、模擬示范,逐漸夯實了檢修力量。逐步擺脫對制造廠或國內各大汽輪機廠的檢修隊伍的依賴。
4 結束語
越來越多的大型燃氣輪機相繼投產營運,做好燃氣輪機的運行管理,合理安排檢修周期是各個燃機電廠急需解決的問題。本文從日常檢修維護、運行管理、備品備件配置、檢修隊伍建設四個方面闡述了延長機組使用壽命保證機組安全可靠運行的措施。結合燃機電廠自身的運行特點提出了檢修的策略,可以提高燃機電廠的經濟效益。
作者簡介:
謝宏波(1972-),男,江蘇華電戚墅堰發(fā)電有限公司助理工程師,從事燃機與汽機設備檢修維護方面的工作。