摘要：对三菱燃气轮机气动模块进行优化改造，增加压缩空气作为备用气源的使用，并修改保护参数范围，提高保护的安全裕度。实践证明了该设计的可行性，从而保证了燃气轮机的正常、安全运行，有效地防止了气动模块引起的燃气轮机非计划停运。
关键词：燃机；气动模块；防喘管路；备用气源
前 言：气动模块作为燃气轮机的辅助系统，主要用于为燃气轮机防喘振排气阀气动执行机构提供气源。防喘振排气阀需要保证燃气轮机在启动初期或机组跳闸后的紧急开启，从而有效防止燃气轮机喘振，危及设备的安全。
1 设备概况
气动模块是三菱燃气轮机的标准配置，为发动机提供了进气道。温度控制具体分为两类，叶片通道温度限制控制和排气温度限制控制。相应的温度测点也分为两类：叶片通道温度测点（20 个）和排气温度测点（6 个），都是环型均匀布置。气动模块配置1主1备，气动部件的压力大小为0.85～0.95MPa，低于0.85MPa联起备用空压机，低于0.70MPa压力低报警，低于0.67MPa三个压力低开关三取二保护跳燃机。
2 故障问题分析
燃气轮机气动模块主要用于为防喘振和排气阀提供控制气源。气源压力通过压力开关进入燃气轮机主保护。当压力低于0.67MPa时，压力开关会触发燃气轮机跳闸。某项目中安装两台三菱燃气轮机，配置三菱标准燃气轮机气动模块。该项目的气动模块发生故障，导致燃气轮机在2018年8月跳闸，并对事故原因进行了调查分析。
原因分析：在现场检查发现#1燃气轮机压缩空气罐出口阀门垫片损坏严重，管道错口较大，冲击导致垫圈变形损坏。施工期间阀门垫片安装就不合格，同时因为运行时管道振动和强迫桥接压力的存在，长期运行导致接头松动产生严重的泄漏，造成了紧急停机。第二次故障，技术人员赶到1号燃气轮机压缩空气系统。此时两台空压机仍在运行，局部压缩空气储罐压力降至0.6MPa，且保持平衡稳定状态。细致检查后发现压缩空气集水箱底部的污水管中有压缩空气泄露，排查整个压缩空气系统，发现只有#1干燥压缩空气的排水管路有渗漏现象，判断#1干燥机疏水电磁阀卡涩故障，无法正常关闭，导致通过电磁阀泄露大量的压缩空气，两台空压机启动后10分钟内仍无法补充系统压力。
原因分析：打开1号干燥机控制箱，查看疏水电磁阀处于关闭状态。关闭# 1干燥器疏水、电磁阀、手动门之前，检查电磁阀线圈电阻为632 kΩ，线圈电阻到正无穷，线圈状态完好；检查端子连接线是否短路或松动，确认疏水电磁阀控制部分是否正常。打开疏水电磁阀前的手动门。这时，压缩空气漏了出来。确认疏水电磁阀没有关闭到位疏水阀电磁阀前手动门。拆检电磁阀体时发现阀芯有水印干迹。确定疏水阀电磁阀存在故障，造成压缩空气压力偏低，造成紧急停车事故。针对无过失关闭燃气轮机的现象引起的气动模块，两个停机原因是断层引起的低压气动模块，和压缩空气储罐的压力气动模块的上面很难保持机器跳值。
3 燃气轮机检修运行现状
燃气轮机相对成本较高，所以日常设备维修和操作策略尤其重要。然而，目前在我国修理和生产燃气轮机设备的战略方面仍然面临着很大的挑战，诸如多次重启设备、缺乏经验、设备过载等问题。我们对这些存在的问题进行逐一剖析。
3.1 设备多频次重启
一般来说，发电厂都是采取倒班制度，接班人员经常负责关闭和重新启动设备。燃气轮机发电设备是大型发电设备，设备经常根据电网的需要关闭和启动，长期经常性的启动和关闭会缩短系统内部的气体模块和电路的使用寿命。
3.2 检修人员专业技能低下
大型燃气轮机发电设备，因为它大部分是从国外进口的，但是承担维护任务的却是国内工程师和维修人员。这些工作人员更熟悉燃煤发电设备，对燃气轮机发电设备研究较少。由于人员问题导致一些日常设备维修工作根本无法完成，长期存在的问题也加快了的设备损耗，最终造成整个设备无法使用。
3.3 发电设备超负荷运行
任何发电设备均存在最大工作时间，之后需要停下来维护。但目前我国许多的大型燃气发电厂存在超负荷运行或维护不及时的问题。经常性过载最终会导致设备过早老化，缩短使用寿命，最终导致设备故障、过早退役等，造成严重的经济损失。
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3.4 维修费用高昂
由于大部分燃气轮机是从国外进口的，特别的维修项目需要厂家维护人员到现场维护，且维护成本较为高昂。普通的维护项目均由发电企业本厂维护人员完成，由于本厂维护人员技术水平相对较低，导致设备维护不合理，最终均导致了发电厂的维护缓慢、电力供应中断等。
3.5 维修耗材昂贵
除了昂贵的维修人员费用，维修所需的组件还来自国外。由于国内此类产品的兼容性等问题，所需的备件必须从生产厂家处获得。这些部件的成本也很高，使得维护整个设备的成本非常高。
4 针对存在的问题提出改善思路
为了解决目前发电厂使用燃气轮机的问题，特别提出以下改善现状的建议，以降低我们燃气轮机的使用成本。
4.1 减少设备重启频率
当大型设备正常关闭时，在一定程度上会有电路和冲击部件损失，特别是在燃气轮机中，这些部件会加速老化导致设备损失。因此，发电厂需要进行严格的管理，以便在规定的时间内关闭和重新启动。减少设备重启频率后，不仅可以保证设备的正常使用，还可以延长设备的使用周期。
4.2 加强维护人员专业技能培养
燃气轮机主要从国外进口，维护人员需要更高的技能。因此，发电厂需要加强维修人员的专业培训，以确保设备的正常维护。大型燃气轮机的使用方法是一个方面，但更重要的是设备的维护。合格的维修人员不仅能保证发电厂的运转，而且能及时修复故障的设备。不仅是为了设备的长期维护，而且也可以节省维修成本。
4.3 定期巡检
为了更好更快地发现燃气轮机发电设备的问题并及时解决它们，发电厂可以进行定期检查。在规定的时间内检查设备，及时处理设备发生的问题，确保有问题的设备能够在短时间内准备好并运行。
4.4 合理进行燃气轮机的运行
燃气轮机在最大运行时间上也存在问题，一旦运行时间过长没有维护容易导致设备损坏从而需要设备重新购买、安装。在这方面，为了确保设备的功能，发电厂必须在额定功率内运转，避免由于设备过载导致的故障。根据实际情况合理规划设备运行时间可以最大限度保证设备的良好功能。
4.5 加强国内此类设备的发展研究
由于国内产品的质量、使用寿命和成本问题，我国的大型发电厂几乎不使用国内生产设备。为了有效促进国内此类企业的发展，政府必须提供适当的政治支持和税收优惠，帮助这些公司增加对这种设备的投资，并促进国内设备的发展。最终，实现国产设备的价格和功能也达到国际先进水平。设备国产化后也可以大大减少此类设备的运行和维修成本。
结束语
目前，我们发电厂正在使用的燃气轮机发电机组，它们的操作策略和维护方法均存在诸多问题，如设备过载、专业技能不足和设备频繁启动等。为了从根本上解决这些问题，发电厂应严格培训设备维修人员，并对设备运行进行严格管理。
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论文作者:吕立校
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/26
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