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中国电力设备管理协会

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9F燃气轮机的自主检修

作者:杭州华电半山公司   发布时间:2019-01-15

一、概述

      随着燃气轮机的广泛应用,燃气轮机的检修也就很自然地越来越受到人们的关注。燃气轮机的燃料,可以是天然气,也可以是轻油和重油或原油,甚至可以是低热值煤气。根据所用燃料的不同,燃气轮机的维护和定期检修的内容和工作量也不同。

      由于燃气轮机的工作温度很高,又是高速旋转式机械,其工作条件是相当恶劣的,尽管在燃烧系统和热通道部件的选材、加工工艺、涂层及冷却等诸多方面采取了很多搞高温的措施,但在燃气轮机的运行中仍不时发生因高温而引发的各种事故,所以对燃气轮机的定期检修规定了明确且严格的时间周期和具体的检修内容,要严格按照燃气轮机制造厂商提供的技术文件和有关的规范要求进行施工,以期通过检修解决机组运行中发现的问题和虽没有发现但已存在的威胁机组安全运行的隐患,确保机组的安全运行。同时,合理而科学的检修还可以延长燃气轮机各零部件的使用寿命,提高燃机运行的经济性。

二、燃机的检修模式及检修类别

      1.燃机的检修模式

      GE提供两种模式的合约服务方式,即CSA(CONTRACTUAL SERVICE AGREEMENT长期合约式服务协议)和MMP(MULTI-YEAR MAINTENCE PROGRAM点菜式备件及服务长期供应协议)。

      CSA模式:CSA是在业主满足一定运行工况和条件下保证机组出力、效率、可用率等性能指标的长期合约式服务。因此在法律性质上属于维护检修承包合同。达不到,处以违约金;超过保证值,予以额外奖励。CSA提供两种基本方案下的服务模式:1、合约范围内的维护服务+附带损失承担(支付一定的金额,负责承担由非计划停机引起的其他设备的损坏、修理,相当于买保险);2、计划检修+非计划检修+额外服务(超过上限,视为额外服务,在折扣的基础上另行付款)。

      MMP模式:MMP是业主自行负责运行维护,在需要时按合同约定的优惠条件,以逐笔下订单的方式采购备件、维修服务和现场技术指导、技术培训。性质上属于备件供应合同及技术咨询、服务合同。MMP主要提供以下的服务内容:可根据方案中预先给出的服务清单和价格,享受一定的折扣和优惠条件后,按业主要求提供,包括:(a)新备件的供应;(b)损坏备件的维修(根据修复的难易程度取费);(c)计划检修、非计划检修;(d)现场检修期间的现场技术指导;(e)运行维护及检修培训等。

      2.燃机的检修分类

      由于燃气轮机所使用燃料的多样性及机组运行方式的区别,会对燃气轮机检修间隔产生很大的影响。

      1) 燃烧系统检查(CI小修)

      由于燃烧系统是燃气轮机中工作温度最高的,所以燃烧系统的部件出故障的几率也就多些。燃烧检查是相对较短的停机分解检查,内容包括燃料喷嘴、火焰筒、过渡段、联焰管和插片、火花塞组件、火焰探测器和导流套。检查烧蚀、烧融、结垢、烧穿、裂纹、腐蚀及涂层剥落等情况。火焰筒、过渡段及燃料喷嘴组件用新的或修理好的部件更换。

      2) 热通道检查(HGPI 中修)

      热通道检查的目的是检查那些暴露在从燃烧过程中排出的热气中的承受高温的部件,是燃气轮机各组成部分中工作温度仅次于燃烧系统的工作温度,是燃气轮机中将工质的热能和压力能转换成机械功的部分。热通道检修的范围包括从燃料喷嘴开始到透平未级动叶为止的所有零部件,由此可知热通道检修时也要进行燃烧系统的检查。

      3) 大修检查

      大修检查的目的是检查从机组进口到排气部分的所有内部转动和静止部件。除了揭开全部燃机法兰到水平中分面的连接外,亦包括了前述燃烧检查和热通道检查两部分。

三、半电公司在9FA燃机上的自主检修

      1. 9FA燃机CI检修

      从2006年11月由GE主导的第一次9FA燃机的CI检修中,半电公司就已经意识到必须掌握燃机的相关检修技术,才能在今后燃机的检修中赢得主动。因此从07年起,半电公司就开始酝酿和筹划如何实现燃机的自主CI检修。从06年GE负责实施的首次CI检修和多次的抢修,我们都派出技术人员全程进行参与,并逐步积累了燃机CI检修的基本技能和数据。

      从2009年至今半电公司已经顺利完成了3次CI检修,每次CI检修时间根据机组差异情况基本控制在12天左右。通过三次燃机自主检修,我们也积累了丰富的检修经验,也对GE返修件在安装过程中发现一些问题。

      2. 抽燃机发电机转子

      9FA燃机其配套的发电机型号为390H型,为氢冷发电机,发电机转子总重64t,全长  12175.74㎜,最大直径处为 1219.2 ㎜。发电机抽转子采用汽机房一台100/20t行车,以及GE提供的一套专用滑移工具,使用专用工具进行抽转子,用一台行车将发电机转子抽出。

      根据大修的进度和任务情况,考虑到今后的检修发展,半电公司领导决定由公司自己的检修队伍承担#3燃机抽发电机转子任务。在接到任务后,我们相关检修部门制订了详细的施工方案和计划进度,在计划的20天时间内将发电机转子安全抽出,完成对发电机转子检查并对#7、8瓦及两侧密封瓦检查修复和发电机转子与低压转子中心找正。

      3. 压气机进口加热导管支架改造

      燃机的压气机空气进口的抽气加热管道为20根竖管,管上竖排钻孔φ4.1用于加热抽气的排出。由于考虑热胀冷缩,所以20根竖管的端部与气道底部的箱体间有较大的伸缩距离,原设计的加热管的固定型式为跳板搭接式,经过一段时间的运行,发现跳板搭接的二端均不同程度地出现裂纹,且气道底板上的裂纹更为广泛。对上述裂纹进行挖补后,下次检查依然能发现新裂纹出现,因此从压气机安全运行角度出发有改进的必要。

      半电公司根据GE公司相关技术文件,对公司内三台机组的加热导管支架进行了改造。将加热管的固定形式更改为管座套筒式,既保证加热管可向下自由膨胀,又能限制其不至过大的横向振动摆动量,底座焊缝的总长度大大增加且形状规整,可有效降低其焊缝的应力集中。

      4. 燃机联焰管改造

      在机组运行中由于内联焰管的磨损,石墨环老化等原因,易造成高温气体的泄漏,导致燃机透平间温度升高,容易引起机组振动及对透平间热控探头失效,严重影响机组的安全运行。特别是每年的高温季节,透平间温度高几乎是各燃机电厂的安全隐患。因此每年高温季节我们经常要对联焰管检查,并更换盘根,不仅维护工作量大,而且维护周期也频繁。

      GE公司目前对联焰管重新进行了设计,联焰管外套由原来普通的直管改为金属波纹管形式,目的是减少传递火焰时的热冲击,能弥补横向,侧向的偏差(机组变形造成)和热膨胀,减少了高温气体的泄漏,提高机组的可靠性和安全性。我们在GE的设计基础上,对其密封垫布置方式重新调整,确保了在安装过程中密封垫位置安装位置的可靠性。目前我们已将改进后的联焰管外套已委托外单位加工,并成功在公司内两台机组上成功运行,现在已运行一年多时间,情况良好。

      新设计的联焰管外套形式延长了联焰管的使用寿命,减少了高温气体的泄漏,提高机组的可靠性和安全性。

四、结语

      半电公司自2005年燃机投运,2009年成功开展9FA燃机首次自主CI检修以来,已积累了相当丰富的燃机运行和检修经验,现在半电公司也在为今后实现燃机完全自主HGPI检修上做着准备。其次由于燃机进口设备较多,对公司备品备件采购带来很多困难,因此这几年半电公司在设备国产化方面也做了很多工作,在某些方面积累了很多经验,也取得了很多进步。我们也期待今后能与其它兄弟电厂在燃机检修、运行及设备国产化改造上进行更多地交流和合作。