燃气轮机运行优化及维护技术分析论文_林泽伟

燃气轮机运行优化及维护技术分析论文_林泽伟

(广东粤电中山热电厂有限公司 广东中山 528445)

摘要:在我国经济快速发展过程中,能源紧缺问题日益严重,因此国家提倡节能减排,由此来实现能源的节约,降低环境的污染。燃机作为新型的动力设备,在当前电厂发电和供热过程中应用十分广泛,而且取得了良好的效果。但在日常应用过程中,燃烧运行过程中受到的影响因素较多,特别是燃机高温部件极易发生故障,因此需要加强燃机运行维护工作,确保燃机安全、稳定的运行。

关键词:燃气轮机;高温部件;运行维护方法

引言

良好的运行状况和优良严谨的维修作风,对延长燃气轮机寿命以及减少停机时间和减少检查间隔都有着重要的作用。燃气轮机在实际运行中有很多因素如燃料、滑油、启动循环以及我们的维修思想和外部环境都直接影响着燃气轮机、重要部件或附件的寿命。我们在掌握了燃气轮机的结构原理的同时,还必须清楚这些因素的影响,以利于制定合理的运行方式和维修计划,最大限度的延长燃气轮机的寿命,最大限度的减少运行维修费用和停机时间。

1.进气系统的影响

进气系统的影响主要体现在发动机吸入空气质量的影响。空气中的杂质颗粒如灰尘、无机盐都能够对压气机、涡轮叶片进行磨蚀、腐蚀、结垢,由于摩擦也能够增大燃烧室喷嘴喉口面积,实验表明20微米的颗粒能引起叶片的明显磨蚀;空气中的油气、工业废气、滑油系统中的油气等会导致压气机叶片结垢。

压气机涡轮叶片磨蚀、腐蚀、结垢所造成的危害表现在以下方面:

1.1压气机、涡轮叶片的磨蚀、腐蚀一方面会使叶片产生凹痕,增加表面粗糙度,产生疲劳裂纹,造成叶片断裂;另一方面会使叶片表面耐高温涂层脱落。叶片表面涂层脱落,在高温条件下加速叶片的高温蠕变,导致叶片强度降低或不到期断裂。

1.2压气机、涡轮叶片粗糙度增大以及叶片结垢,还将会造成压气机空气流量的降低,使得压气机效率下降,导致燃气轮机的出力减低。实验表明压气机空气流量降低5%将会使燃气轮机的输出功率下降13%,热耗增加5.5%。

1.3压气机叶片顶端的磨损,将导致叶片顶端与压气机壳体间隙增大,造成漏气,导致燃机出力下降,可以说这种性能衰退是不可修复的,也是不可避免的。要想延缓这种故障的出现,必须确保进入燃气轮机的空气质量,使用经厂家确认的空气滤清器滤芯。在使用中,我们还应当注意空气滤清器滤芯结霜的影响,在Taurus__60燃气轮机运行时,我们曾遇到这一问题,当时空气温度在—20℃,有雾,空气湿度在80%以上,空气滤清器滤芯结霜严重,差点造成燃气轮机喘振,运行人员处置得当才避免了机组损坏报废。燃气轮机出现以下方面的现象时,应考虑是压气机涡轮叶片磨蚀、腐蚀、结垢所致:

(1)燃气轮机输出功率和效率的降低应首先考虑压气机的工作条件恶化所导致。

(2)压气机喘振和发动机震动增大也可能是压气机过度的污染的原因。

(3)发动机T5温度升高(缓慢而非迅速升高)。

(4)燃气轮机加速不良、或者使得燃气轮机转速达不到100%。

(5)用压力表可以明显检查出压气机排气压力降低。

2.燃机高温部件的运行维护技术

对于燃机高温部件的状态监测,可以采用内窥镜检查,通过运行参数来进行诊断,同时也可以利用金属监督等手段来对燃机高温部件进行有效监测,及时对运行中出现的异常情况进行评估,并以此来对检修计划进行完善,提高高温部件运行的可靠性。

2.1内窥镜检查利用内窥镜定期检查燃机高温部件,这样可以随时对燃机高温部件的状态变化情况进行跟踪,同时还要重点检查高温部件是否出现烧蚀、裂缝和涂层剥落等情况,并根据实际情况来对检修计划进行修改,并及时对破毁部件进行更换。这样不仅可以在部件定购时更具有针对性,同时还能够进一步确定检修的类型和范围。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当利用内窥镜进行检查时,则能够做到需要检修时再进行检修,需要对零件进行更换时再进行更换,不仅能够确保燃机运行的安全,而且对降低燃机检修费用也具有积极的意义。

2.2在线运行参数监测相较于其他监测技术,在线监测技术更具先进性,能够及时对燃机运行状态进行掌握,及时发现燃机存在的故障。在线监测技术应用时,其运行参数具有多样性,通过对监测数据进行获取,并将采集的数据一一和基准数据进行比对,一旦发现二者之间存在较大的差异,则可以判定部件存在异常问题,需要进一步对故障进行深入排查和诊断。另外,还需要重点监测燃机的排气温度和分散度,一旦发现对比数据存在较大变动时,则说明燃机运行异常,需要及时采取有效措施加以检修和处理。

2.3金属监督在金属监测中主要以非破坏性监测和破坏性监测为主,在非破坏性监测中,通过采用目测、磁粉、荧光、超声、X射线及电涡流等方法进行,而在破坏性监测过程中,需要从受检高温部件上进行取样,并通过金相分析、材料力学性能试验和热处理性能试验等来实现。通过对燃机高温部件进行金属监督,以此来构建高温部件技术档案,并对所选用的材料性能进行熟悉,掌握部件组织性能在运行中的变化情况,以高温部件的控制标准作为依据,利用专业金属监督技术人员来开展金属监督工作。也可以利用无损检测来对高温部件缺陷发展规律进行掌握,对高温部件损伤原因进行分析,利用跟踪监测来获得高温部件的有效数据,从而为检修工作提供重要的依据。

3.进行吸入式清洗燃机的影响

从严格的意义上来讲,对燃气轮机压气机进行水洗,可以减轻由于滑油、无机盐、污垢颗粒通过空气滤清器进入发动机沾附在压气机转子和静子叶片上所造成的压气机污染,从而可以减轻燃机达不到满功率输出和效率降低的故障。

我们也应当看到对燃机进行水洗也会造成对燃气轮机机的负面影响,这主要体现在以下几个方面:

(1)无论是使用离线水洗或是使用在线水洗进行清洗压气机,水或清洗液对压气机转子和静子叶片的寿命必定是有影响的。这是因为这时在转子和静子叶片间的流动介质毕竟与空气不同,必将增大压气机和涡轮叶片的空气动力负荷,增大叶片的挠度,使其出现疲劳裂纹的可能性增大。

(2)进行清洗压气机,清洗液和清洗液中固体颗粒一方面可造成压气机叶片的磨损,另一方面清洗液中的固体颗粒将在压气机壳体上沉淀而造成空气流动不畅。特别是清洗液中固体不溶性颗粒浓度大于350PPMW尤甚。

(3)进行带转水冲洗时,由于滑油压力过低,有可能使得水或清洗剂通过篦齿式密封机构进入滑油系统,从而造成滑油的污染。

3.1启动、循环次数的影响

燃气轮机的启动和跳闸“甩负荷”次数也对其寿命有着影响。过高的启动和紧急停车次数都将减少燃气轮机的寿命。因为在启动和紧急停车瞬间都会使的T5温度过高,从而减少了高温烟气通道部件的寿命。

燃气轮机的基础好坏和机组安装水平度的高低,直接影响着机组的运行可靠性和机组的寿命。在安装或维修过程中,燃气轮机与被驱动设备如发电机的对中精度以及安装、更换、维修重要附件、管线、油料时,其清洁程度也将决定燃气轮机的运行维修费用和停机时间。这些都是由运行维修人员的素质和责任心决定的,这是可以调控的。

4.结束语

燃机能够正常运行直接关系到电厂的顺利生产,而且还会对电厂经济效益带来较大的影响。因此在日常工作中,需要重视燃机故障的检测和维修工作,有效的降低故障发生率,确保燃机运行效率的全面提升。电厂在日常运营过程中,还需要建立健全故障维修体系,提前做好检修计划,全面提升故障检修人员的专业技能和综合技术,并充分利用智能诊断系统,使其在部件发生异常运行时及时报警,有效的降低故障发生率。并快速定位故障部件,不仅有效的减少维修时间,提高燃机运行效率,而且对提高电厂经济效益也具有非常重要的意义。

参考文献:

[1]吴文健,李鸿坤,顾正皓,等.燃气-蒸汽联合循环机组运行与维护关键技术研究综述[J].浙江电力,2014,10:36-39+62.

[2]王延辉.影响燃气轮机启动时间的因素和出现的故障[J].科技创新导报,2011(14):112.

[3]刘尚明,何皑,蒋洪德.重型燃气轮机控制发展趋势及未来关键技术[J].热力透平,2013,04:217-224.

论文作者:林泽伟

论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期

论文发表时间:2018/5/14

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

燃气轮机运行优化及维护技术分析论文_林泽伟
下载Doc文档

猜你喜欢