摘要：本文介绍了在燃气轮机压气机叶片故障高发的情况下，作为电厂如何从运行，维护，和检修几个环节采取相应的措施，来提高机组运行的安全性。
关键词：9FA燃气轮机；叶片；疲劳；运行；维护；检修
1 燃气轮机压气机运行概述
自20世纪90年代以来，燃气轮机凭借热效率高、排放污染少、启停速度快、调峰性能好等突出优点，在我国发电行业开始得到广泛应用，至2017年，我国燃机发电装机容量已达到7600万千瓦，尤其在沿海发达地区更是发展迅猛。燃机压气机、燃烧器和透平三大系统在国内燃机电厂均发生过设备严重损坏的事故，但其中压气机事故占了绝对多数。纵观国内外发生的压气机事故，有静叶断裂，也有动叶断裂；有运行时间长的，也有运行时间短的机组；有频繁启停调峰机组，也有连续运行的机组。
2 压气机发生事故的危险因素分析
燃机各个部件的工作环境十分恶劣，压气机叶片工作时承受的载荷主要有离心应力、弯曲应力和交变应力。
综合分析国内多家燃机电厂压气机的事故成因，引起压气机叶片损伤事故的原因较多，其中振动为主要原因，称为振动损伤或疲劳损伤，其主要特征为叶片断口呈疲劳损伤特征。叶片振动损伤一般分为强迫振动损伤和颤动损伤，而不管是强迫振动损伤，还是颤动损伤，其都与振动力、频率阵型和振幅有关系，造成压气机叶片疲劳失效的主要因素是叶片工作中受交变应力（振动）的作用。但发生疲劳失效还需满足一个条件，即叶片表面有缺口性损伤，形成疲劳源。压气机运行时如进入异物，大的异物打击可马上引发压气机叶片断裂损毁事故的发生，小的异物打击可造成叶片表面损伤，长期运行后形成疲劳源。当叶片使用于湿度长期超过50%的偏酸性环境中时，压气机前8级叶片容易发生腐蚀，如果腐蚀点位于叶片的高应力区域，则该腐蚀点也有可能形成一个裂纹初始点。如果设计不合理，运行中叶片承受过大的扭转力和切应力，导致接近或超出叶片强度上限综合上述异物打击或腐蚀损伤，都会导致叶片在实际运行中提前失效。
3.防范压气机叶片事故发生的措施
3.1运行措施
机组启动及停止运行时，监视防喘阀是否打开。机组启动过程中因振动异常（如发生喘振）停机必须回到盘车状态，应全面检查分析、查明原因，符合启动条件时，才能再次启动，严禁再次盲目启动。燃机全速空载后，应对燃机各项设备运行状态及参数进行巡查确认无异常后再进行并网操作。机组运行时投入AGC，应适当控制AGC的上下限，减轻机组负荷波动程度，防止IGV叶片开度剧烈波动，减轻压气机叶片发生自激振动的状况。机组停运时要记录惰走时间，一旦发现惰走时间变短，应及时查找原因，特别应检查转子与静子缸体有无碰磨等声音。当机组轮间温度最高点低于150℉（65.5℃）后且盘车时间已大于24小时时才可停运盘车。机组冷态启动时连续盘车不应少于4-6小时（按GER3620规范执行）。
燃机停止运行投盘车时，严禁随意开启透平间大门和随意增开冷却风机，以防止因温差大引起缸体收缩而使压气机刮缸。在发生严重刮缸时，应立即停运盘车，采取闷缸措施48小时后，尝试手动盘车，直至投入连续盘车。
机组日开夜停时应按照制造商要求控制两次启动间隔时间，防止出现通流部分刮缸等异常情况。应按规范（TIL1603-R1）在具备条件时对压气机使用除盐水进行在线水洗。严格执行制造厂关于压气机离线水洗的要求，防止压气机效率降低，并减少腐蚀物在叶片上形成积垢的机会。机组离线水洗工作应按水洗规范安排决定或定期（如1000运行小时）开展离线水洗。机组水洗后应安排冷拖甩干或启动点火烘干。特别在冬季清洗压气机，应防止发生残余的水、汽因降温发生结冰现象。对停运机组应积极开展机组保养工作，保持机组处于备用状态，并防止叶片发生腐蚀。
3.2维护措施
每季度至少进行一次压气机进气过滤系统及进气室部件的维护检查工作，检查内容：a、进气室部件检查范围包括内部的安装框架、挡雾片、进气滤网、消音器、防护网、进气室表面吸音板、滤网反冲洗管路与喷雾冷却装置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆b、检查进气滤网的完整性（滤网不应有破损、脱胶等现象），检查滤网安装的密封性（应完好无漏气现象），对存在缺陷的滤网应安排更换。c、检查进气室构件的牢固性（不应有脱焊、松动现象）、各金属构件表面不应有严重腐蚀情况。对振动引起的构件松脱现象应分析原因并进行加固。d、检查进气消音器、墙板吸音板及防护网的表面腐蚀及焊接状况，各表面不应存在腐蚀或脱焊状况，不锈钢防护网不应有破损情况。e、进气滤网更换时应检查安装滤网的支架是否牢固，安装滤网时须更换螺栓孔的密封垫片。
每季度至少进行一次及具备停盘车条件时对压气机部件进行内窥镜检查及可见部分目视检查。对IGV及压气机0级动叶目视检查，其余各级动静叶内窥镜检查，检查叶片腐蚀、结垢及损伤等情况，检查14、15、16级静叶叶根扭转情况，执行技术通报1972的检查的要求，跟踪压气机轮毂裂纹的情况。计划检查工作在机组离线水洗后安排执行。如存在异常情况，则应根据机组运行特点和运行情况缩短检查周期。其中每季度的内窥镜检查中一次外委压气机内窥镜检查。每年按照技术通报1238，1509的要求外委进行1-2次压气机荧光探伤和超声波探伤，检查压气机0级动叶、静叶和一级动叶，
每季度测试防喘阀的动作情况。计划检修及小修期间应测试防喘阀的关闭时间，确保防喘阀动作正常。每半年检查火检冷却系统的完好性，防止水管破裂漏水致使压气机缸体产生不均匀冷却现象。在离线水洗前清擦时检查压气机在线、离线水洗喷头的安装情况，不应存在松动脱落的隐患，同时对喷头内部的杂物应进行清理，确保水洗喷雾效果。每年进行一次压气机IGV角度校验和IGV间隙情况检查。
3.3检修项目
在小修和中修中增加压气机开缸检查项目，对可见的压气机动静叶片进行全面宏观检查与无损探伤检测。机组吊转子检修时需对包括IGV在内的压气机所有的动静叶片进行人工清洗，清洗前对垢样应取样分析。人工清洗叶片时应使用软性物质清洗叶片，禁止使用砂纸等打磨叶片表面，以免叶片表面抛光层及防腐涂层受损。叶片清洗后须开展无损探伤检查，检查裂纹、腐蚀情况，特别是前几级的动静叶片更应仔细检查。
机组A修时应开展叶片测频工作，并与叶片安装时的频率进行对比分析。每次机组计划检修期间应按规范测量IGV叶片转动间隙及传动齿轮的间隙，对超标现象进行调整。定期更换IGV液压缸、控制滑阀和伺服阀，对IGV的动作情况进行检查与角度标定（TIL1565），角度标定时应控制在±1°之内。机组A修时应对IGV的传动轴套等进行更换。压气机进气缸表面的积垢应安排人工清洗，对缸体表面的油漆进行检查，如有松动起壳等现象，需采取局部铲除抛光或重新防腐补漆等措施，防止油漆脱落造成压气机叶片损伤。
机组A修时应测量压气机转子中心。转子中心的偏移会引起轴承振动，与气缸壁产生磨擦，影响压气机的正常工况。测量时通过测出压气机顶隙，计算出转子中心的偏移量，如不符合制造厂规范则应对转子轴承座定位进行调整。机组A、B修时应复核与调整辅助联轴节及负荷联轴节的中心，确保轴系对中符合质量要求。机组启动调试时还应进行轴系动平衡数据的测试与调整工作，确保机组振动值在要求之内。
对检查发现的压气机动、静叶片叶顶的毛刺应修除。检查静叶填隙片的松脱情况及静叶叶根磨损突出情况。测量中分面的叶片落差间隙，按新工艺安装填隙片，防止填隙片松脱跑出。检查压气机缸体上孔窥孔螺纹套的安装情况，不应存在掉入缸体的隐患，更换后的闷头螺栓不能超过缸体壁厚。
4结论
由于燃气轮机热效率高、排放污染少、启停速度快、调峰性能好，因此燃气轮机在电网中通常承担了调峰任务，单台机年启停次数甚至超过100次。这种运行工况下对压气机叶片的设计、制造和运行维护都有较高的要求，对于用户来说，需要在运行、维护和检修中各方面落实相关措施，才能在一定程度提高机组的可靠性，避免更大的损失。
参考文献：
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论文作者:吴寅琛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
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