论集控运行制下燃气—蒸汽联合循环机组日常运行维护管理

论集控运行制下燃气—蒸汽联合循环机组日常运行维护管理

段波

浙江大唐国际江山新城热电有限责任公司   324100

摘要：随着绿色低碳发展的迫切需求，国家对环保的要求也日益严格，燃气-蒸汽联合循环机组、光伏发电、风力发电等清洁能源发电机组的需求量日益增加。其中燃气轮机因受自然环境变化影响相对较小，运行稳定性优良而备受关注。燃气轮机机组一方面有着良好的调峰性能，能满足局部供热需求，环保高效；另一方面设备科技含量高，前期投入大，因此机组投入商运后的维护保养显得越发重要。通过主设备参数变化的运行监视、事故应急预案的制定，依托5G大数据分析、自动化控制技术的提高，保证电厂安全可靠运行。

关键词：燃气-蒸汽联合循环；日常运行维护；燃机常见问题和处置方案

引言：燃机电厂日常运行维护和管理工作直接关系到燃机发电企业的安全稳定运行和经济效益，对环境保护和解决局部供热、调峰有着重大意义。因此基于运行监视及时发现设备异常并排查相关隐患并制定防范措施显得尤为重要。燃机常见故障原因和处理排查方法技术，对业内相关课题的研究具有一定的参考价值。

一、部分概念：

1.1、集控运行的概念：

通常将炉、机、电的主机、在一个控制室内，使得对单元机组的运行操作、控制和监视可以在一个控制室内进行，该控制室即称为集中控制室（或者称为单元控制室）；在运行过程中先进行监视和控制。这种运行方式，就是“集控运行”。

1.2、燃气-蒸汽联合循环机组：

燃气轮机联合循环(gas turbine combined cycle，GTCC)， 又称燃气蒸汽联合循环，即压气机吸入空气压缩后送入燃烧室内，使燃料燃烧产生高温高压燃气，进入燃气涡轮膨胀做功发电，再将燃气轮机排出的尾气引入余热锅炉。利用余热锅炉产生的蒸汽进入蒸汽轮机再发电。成了燃气轮机和蒸汽轮机共同做功的联合循环发电系统。

二、燃机汽机联合循环电厂后期运维面临问题

燃气电厂目前普遍采用除燃机本体外部件大部分是在国内组装，燃机附属设备现在已基本实现国产化，但关键部件如叶片、热通道等仍需进口，费用昂贵且订货周期很长，通常要与供货厂家或者第三方签订长期维护合同。蒸汽轮机、余热锅炉和相关附属系统设备国产化。燃机运行逻辑相对封闭，设备维护成本高。机炉设备技术成熟，但较燃气轮机自动化程度和可靠性仍存在差距。

电厂目前普遍实行集控运行制，运行人员需要对机、炉、电、化通盘掌握。人员数量大幅缩减，人员技术水平要求较高，对设备可靠性和系统自动化程度依赖比较多。

三、燃机汽机联合循环机组日常运行维护主要内容

燃机发电机组的日常运行工作包括三方面内容:

3.1通过中控室的监控计算机，监视发电机组的各项参数变化，掌握发电机组的运行状态，并对相关数据进行记录，及时发现电厂运行中的异常变化。

电厂设备管理要建立完善的点巡检制度，要求运行人员严格按照日常巡检规定进行设备的日常巡视排查，按照要求定期到现场通过测温、测振、外部检查等直观方法对燃气发电机组的运行状况进行巡视检查。设备检查工作包括发电机组在运行中有无异常声响，发电机组叶片运行状态是否正常，设备部件表面有无油迹污染等。设备巡检周要根据设备在一定时间段内的实际情况，有针对性地列出需要重点进步检查的部位， 按照故障发生的概率对巡检周期进行优化，避免设备带“病”运行的现象，从而减小设备事故发生率，降低非停或退备带来的安全和经济损失。

3.2运行值班人员应按规定做好设备的定期试验、轮换工作，并有权监督有关人员做好设备的寿命管理工作，如设备的定期探伤、表计校验等等。

四、燃机常见问题和处置方案

4.1、压气机。

4.1.1压气机随着运行时间的延长，叶片的脏污和积垢会改变压气机叶片的气动性能，导致压气机的流量、压比和效率都下降，性能曲线发生变化, 使机组的运行线接近喘振边界，即喘振裕度减小，更容易引起喘振。水洗能够较好的恢复部分压气机性能。水洗分为在线水洗和离线水洗。运行人员可根据机组运行实际情况加以选择处置，其中离线水洗因加有洗涤剂，水洗效果相对较好。燃机本体检修结束后也要及时安排水洗。一般水洗结束后24小时内要及时安排燃机点火烘干，因此在确定机组启动时间后提前一天安排水洗效果最佳。

4.1.2压气机喘振也是严重威胁设备安全的一个可能因素，目前预防喘振主要采取的措施有：分轴、进口可转导叶、中间抽气。尽管方法不同，但指导思想都是通过减小非设计工况时的冲角变化来保持压气机工作的稳定性。喘振对机组机械部分损伤严重，一旦确认喘振发生要及时打闸停机，并在对燃机本体进行全面无异常前禁止再次启动。

因此，运行中压气机进气滤网差压和压气机效能损失成为重点的监视和管理重点。一旦发现进气差压有变大趋势，及时投入压气机近气滤网反吹系统或者停机后安排进行滤网清理或更换，运行中发现差压接近报警值及时减负荷，确保差压不超限，如果无效应尽快安排故障停机。若运行中进气滤网差压突然降低很多，怀疑是滤网破损，注意检查机组运行情况，通过参数变化比对排除测点故障后故障停机。

4.2、透平。

燃气轮机的核心部件，轮间温度的过热会造成设备不可逆的损伤。燃烧状况、冷却风量对其影响巨大。如果抽气防喘阀有内漏，也会导致到达轮间的冷却风量的减少，所以防喘阀后温度也是日常巡检需要着重注意的事项。

4.3、燃料阀。

以6FA燃机为例，机组长时间启停运行后，燃料系统阀门易发生卡涩现象。机组起动前若辅助关断阀在关状态，燃机发启动令后，程序会执行关闭辅助关断阀后放散阀，开启辅助关断阀动作，若辅助关断阀因卡涩开启超时燃机就会跳闸。因此在机组长时间停备后第一次启动前进行燃料系统阀门传动，确保动作灵活，并最好在阀门传动完成后保持辅助关断阀后放散阀关闭，辅助关断阀开启状态，避免因阀门卡涩造成启机失败。同时，启动过程中要加强燃机设备参数（振动、压气机滤网差压、压气机及燃机排气压力、IGV角度、润滑油压、速比阀伺服阀电流等）检查。速比阀后压力P2有3个压力变送器测量，分别在R、S、T控制卡件里独立计算，分别产生伺服阀3个线圈的3个电流，它输出与P2压力正比例电压信号。经过比对后控制P2压力为一稳定值。若伺服线圈内电流偏差大则无法维持P2压力稳定控制值，造成启动失败。因此每年要对燃料系统伺服阀定期进行清洗更换测量，避免因速比阀伺服阀调节紊乱影响机组启动。

结束语:燃机电后期运行过程中的运行维护包括燃机、汽机、电气设备的运行维护。应对手段主要有严格执行机组常规巡检和制定事故预案、严格设备定期轮换保养制度及非常规维护。机组常规运行监视工作是为保证电厂发电机组的可靠运行，提高设备可利用率，建立起来的日常点巡检制度。机组年度例行维护是燃机发电机组安全可靠运行的主要保证。燃机电厂后期运行维护人员了解设备总装工艺和关键工序质量标准，改良机组维护管理技术和方法，提高设备管理水平。要积极推进自动化改造，适应单元制机组人员配置有限，可靠性要求高的需求。

参考文献

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