燃气轮机检修周期

1、:第十九讲概述；: : _4*_ fa a. a *_: fa _ u a a a fa a a a a b *d i. d a _& d *_ a19.1燃气轮机应用的现状及发展前景燃气轮机作为新型的动力设备，由于具有结构紧凑，单位功率重量轻，运行平稳且 安全可靠，可以大型化且热效率较高，可以快速起动和带负荷等显著的优点，受到世人 的广泛关注，应用的范围越来越广。在航天航空领域里是独一无二、不可替代的动力设 备；在航海和陆上交通运输领域里也占有越来越重要的地位，在一些现代化的舰船上， 均采用燃气轮机作动力设备。陆上交通运输工具，如汽车、火车机车及军用坦克上也采 用燃机作动力设备；在发电领域里

2、，由于燃气轮机电厂占地面积少、建设周期短、水的 消耗量少、排气污染轻受到人们的广泛关注，尤其是以燃气轮机为主组成的燃气一蒸汽联合循环电厂不仅排气污染轻，而且其热效率已达到和超过了最新型的超超临界参数的 蒸汽轮发电机组，所以在发电行业里的应用也越来越多，已动摇了蒸汽轮发电机组在发 电行业的霸主地位。可以预期，在不久的将来必定会取代蒸汽轮发电机组在发电行业的 霸主地位。据2000年的统计，全世界新增发电容量中，燃气轮机及其联合循环已占到35%36%;在一些西方发达国家里，这个比例还要高，例如2000年美国的新增发电容量中，燃气轮机及其联合循环占48%，传统的蒸汽轮发电机组占48% ;而在德国，燃气

3、轮机及其联合循环在新增发电容量中占到2/3。由此可见，在世界范围内燃气轮机及其联合循环已成为火电发展的重要方向。由于以前的燃气轮机及其联合循环电厂以石油及其制品和天然气为燃料，大大制约 了燃气轮机的应用和发展，但随着近期煤气化联合循环技术的发展和成熟，燃气轮机不 仅可以以油气为燃料，而且可以以中低热值煤气为燃料，这就为燃气轮机的大发展和更 广泛的应用奠定了坚实的基础。特别是以燃气轮机为主组成的煤气化联合循环，可以用 来改造现有的燃煤的蒸汽轮发电机组，在继续以煤为燃料的同时，又解决了严重的排气 污染，还可以增加出力和热效率，这为改造能耗高、排气污染严重的燃煤的蒸汽轮发电 机组提供了非常好的选择。

4、此外，燃气轮机还在一些新型发电技术中占据着很重要的地 位，如湿空气透平（UAT ）循环和燃料电池 一燃气轮机循环等新型发电技术，这将是今 后发电技术发展的主要方向之一。由此可知，燃气轮机具有非常光明的发展前景，其应 用会越来越广泛。19.2燃气轮机检修的重要性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。尽管燃气轮机的工质的工作压力不是很高，基本上在30bar之内，但其工质的温度很高，E型技术燃气轮机的进气温度为 1100C，而G型、H型技术燃气轮机的进气温度为1430 C左右，并且是高速旋转式机械。在此条件下工作的燃气轮机除了必须加强日常的运行维 护之外，还必须定期

5、进行检修，以确保机组能安全的运行。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抗高温的措施，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

6、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。19.3检修计划的制定及检修周期的确定首先要说明的是，国内燃气轮机电厂中所使用的燃气轮机，绝大多数是 GE系列的产 品，所以我们所能看到的技术文件也基本上是 GE的，故而我们的叙述也是以 GE的产品为 主。由于燃气轮机所使用燃料的多样性和运行方式的多样化， 会对燃气轮机检修计划的 制定产生很大的影响。影响燃气轮机检修计划的主要原因如图 19I所示，而燃气轮机的 运行方式又将决定每一个因素的轻重。燃气轮机中特别需要关注的是那些与燃烧过程有联系的及暴露在从燃烧系统中排出 的高温烟

7、气中的部件，即火焰筒、联焰管和过渡段等燃烧系统部件及透平喷嘴、透平护图19 1影响检修计划的主要因素环和透平动叶等热通道部件。由于它们在腐蚀性的高温环境里工作，所以发生故障的几 率也就比较高，检修中应予以充分的关注。由于材料、加工工艺及涂层等原因，这些高温部件价格很昂贵，是检修的备品备件费用中的主要部分，所以燃气轮机的用户们应对 机组的运行予以应有的注意，尽可能地避免超温运行，避免尖峰负荷运行，每次开机尽 可能地多运行一些时间，尽量减少超温和频繁的交变热应力对这些高温部件所造成的损 害，以延长这些高温部件的使用寿命，提高电厂的经济效益。GE重型燃气轮机的基本设计和检修的建议是为了达到以下目标：

8、（1）检修和大修之间的最长运行周期；（2 ）现成在位检查和维修；（3 ）使用当地的技术力量进行拆卸、检查和复装。燃气轮机检修计划的制定和检修周期的确定就是根据图19 1所示的影响检修计划的主要因素和机组的运行方式来决定的。在图19 1所示的影响检修计划的主要因素中，起主导作用的一一也就是影响检修和设备寿命的 一一因素是机组的运行方式、燃烧温度、典星的遥大检修周期（MS6R/MS7EA）裁通逍检修24Q00H或LSOO抚起动整机檢修4BOOOh壷2400秋起动且运冇小时数或起动次数为基淮（先到者为准）聯响检赫的乐散运行时间暮数1111.0h轻油1.5仇原ife2.0- 3.0止酒池3.0-4.0

9、2.尖峰负荷氐03.朮/燕汽注人：氣干揑1 卫(GID-222)b.韻控1占0尿的水，CTIX222）起动直数系数k膺负荷跳闸802.快速带负荷203.緊急起动200图19 2热通道（喷嘴和动叶片）检修系数燃料和注水/ 蒸汽。对连续负 荷运行的机组， 影响机组寿命 的主要因素是 氧化腐蚀和蠕 变，而影响周期 负荷运行（调 峰）机组寿命的 主要是热力机 械疲劳；燃料对 机组检修周期 的影响是显而351燃糾中氯所占图193燃料类型对检修的影响4 3 2.易见的，因为燃料不同，燃料中对金属材料 有害的杂质的含量就不同，所以对机组的燃 烧系统部件、热通道部件及透平排气部件所 造成的损害也就不同，在图1

10、9 2中列出了各 有关因素的热通道（喷嘴和动叶片）检修系 数。图19 3上所示曲线为燃料对检修系数 影响的曲线，由于燃料类型的不同，燃料中 所含氢的重量百分比也不同，对检修的影响表19 1推荐的检修周期检池形式（运行时间几）/起动次数M$6BMS7E7EAMS9EMS6 评/7F/9F燃烧系曉12000/1200SOOO/800S000/8008000/4W热通道24000/120024000/1200240000024000/900整机4KX/40048000/24004flOOO/24CO4WQ0/2400转子14400Q/5W0 转子检修周期不适用于 MS6F机组。自然也就不同。由图中曲

11、线可以看出，燃料中所含氢的重量百分比越小，检修的周期就越短，反之检修周期就 越长。GE所推荐的表 19 1中的检修周期是 以烧天然气、基本负荷 运行且没有注水或注 蒸汽作为基本条件的， 当机组的实际运行情 况与上述基本条件不 同时，机组的真实的检 修周期应由推荐的检 修周期除以一个大于 1的检修系数，而检修 系数的大小由燃料类 型、尖峰负荷运行的 时间、注水/蒸汽的情 况、正常负荷起动停 机的循环次数、部分 负荷起动停机的次 数、紧急起动的次数、 跳闸次数等因素确 定。图194是以运行 时数为基准的热通道 检修周期，图19 5 是以起动次数为基准 的热通道检修周期， 这两种热通道的检检修周騎（

12、运押时敛遵魁只甲曲廉禾取-羹际囱间而阂案时间工 1& + 舟 + T）（Gt-D + Aflf + 6P）G,用天赭T每年按茗本负荷运打的时散*D用轻油常年並基本负荷运行的时敷丹=用a:油每年按基本甑荷运行的吋數1卢直浊严K贼歎 価油右“原泄怡=2亠站P* 1S年尖坪境荷运打的时甦昨注人占的百井忧胚和Jt=水/離汽注人常散.VK翌制NZZN3材H01干22ZXFSX-41401干2,2%GTD-222OJ80.6干2.2%FSH4Q”毎1cm2220.531iw0FSXII4图19 4以运行时数为基准的热通道检修周检梅周期（起动战數）二时Z数再中融础=課豔磊而因羸抚牧= 密 + jYJS +巧

13、kl 11实际起动抚靈=Ml * “E WF *总+ F + T$国机组型号而算的以起动次数为基折的最大检修周期M 毎年鄢分负荷程功序机術环缜数（的荷嗚yB =毎年正常基車贷荷起动序机抵环抚敦AP =毎年尖峰也荷起动檸机傭评实数百士毎年第急起銷直融F=毎年快速升负荷起动比救毎年毗闸枚敷时匸唯闸严章垂牧上/逹加 风图1-&MS6BiS7EAM96FAl9EMS7E/7FV9MTA512001300900900图195以起动次数为基准的热通道检修周期n=ffl种类數（如溝负構*部井赁荷爭修周期无论哪一种先达到，均应进行热通道的检修。图196是以运行时数为基准的转子检楼周期f运行时数谧歸 其中融锁+

14、；节兀 而序=基本负荷运荷时敷尖峠负荷运行时豐阳=盘辛时址转子检修周期，图19 7是以起动 次数为基准的转子检修周期，跟热 通道的检修一样，无论哪一种周期 先达到，均应进行转子的检修。根据图194图19 7就可以 确定热通道和整机（即大修）的检修周期，但燃烧系统的检修周期没图19 6以运行时数为基准的转子检修周期转子砂周期脚畑-澀檢瞬期耳中检煤亲叽盼臨+ % +叫快速带负荷正常带员荷%-陥起动系歎停机14h）1.0(1.5阳-暧起动1靠数（序机4 20h）1.80.9儿厂一聯起动2系敬停机30r4Oh）2,81.4儿一冷起动慕数（曾机袒过40h）4,020Fl-甩负荷跳闸系数4.04,0注;在

15、毋机后Ih内垂新起动时用冷起动的转子堆修系数-趟起动次數片一暖起动1服数%暧起动2次數冷起动机數開-跳闸次数图19 7以起动次数为基准的转子检修周期服务代表给予推荐，或参照MS7001EA燃烧系统检！ 0040SO120负8 6 4 2 戏谥際赳田V2菱有给出这样的形式，对于燃烧系统设备的时间、燃料、稀释剂种类和排放水平都分别给 出了建议，对于特定应用方式的机组的燃烧系统检修周期可由燃气轮机制造厂商的现场 修周期的例子（由表19 2）来确定。制定检修计划和确定检修周期时除了根据燃 气轮机制造厂商提供的技术文件和推荐的检修周 期之外，还应在机组停机时利用孔探仪对机组的实际运行状况进行检查，综合考

16、虑孔探仪检查的情况 和机组在实际运行的过程中发现的问题来确定具体的检修日期和检修范围， 以确保机组运行的安全图19 8甩负荷跳闸的检修系数可靠和降低检修的费用。表19-2推荐的MS7001EA燃烧系统检修周期燃烧室设itN0t排放 (x 10)髒料天然气轻油（运行时数/h起动次数标准燃烧宣65干8000/8008000/S00.蕉汽8000/4006500/30042蒸汽8000/4003000/150水6S00/3001500/100多喷嘴燃烧室42蒸汽6000/300水6500/300258000/400水8000/400干低N625干8000/400一注：Extendor燃烧系统耐磨件使

17、燃烧检修延至24000h大幡图199各种检修的工作范围19.4检修的分类由于燃气轮机各部分工作温度的高低不同，所以检修的周期也不同，通常可将燃气 轮机的检修分成以下三种不同形式。19.4.1燃烧系统检查（亦称小修）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，燃烧系统的检查，即小修的周期也就最短。燃烧系统检查的目的是消除燃烧系 统中影响机组安全运行的因素。根据机组型号的不同，按以烧天然气、基本负荷运行且 没有注水或注蒸汽作为基本条件所推荐的检修周期也不同，详见表19 1。燃烧系统检修的范围包括从燃料喷嘴开始到过渡段为止的整个燃烧系统的所有部件，详见图199。

18、图1910MS6001系列燃气轮机上采用的分管型燃烧室的总成图1燃料喷嘴2盖板3外壳4点火器5导流衬套6火焰筒7环腔8过渡段9混合区10混合射流孔11一次射流孔12燃烧区13过渡锥顶14 配气盖板15旋流器图1911 6FA燃气轮机的示意图357#燃烧系统是燃气轮机的各组成部分中变化最大、型式最多的一个组成部分，所以其#检修的方式方法和技术要求的变化也最多。如GE系统的燃气轮机基本都是采用逆流分管式的燃烧系统，如图19 10图1912所示，只是由于机组容量的不同，分管式燃烧室 的数量有所不同而已，如 MS6001B型燃气轮机有10个分管式燃烧室，而 MS9001E型燃气 轮机有14个分管式燃烧

19、室；德国 Sieme ns公司生产的燃气轮机多采用圆筒式燃烧室和环形 燃烧室，如图1913是双立式的圆筒形燃烧室，图1914是双卧式的圆筒形燃烧室，图1915则是环形燃烧室；ABB公司生产的燃气轮机采用圆筒形燃烧室和二次燃烧的环形 燃烧室，如图19 16是立式的单圆筒形燃烧室，图19 17是二次燃烧的环形燃烧室，这种泵油封密一to管气排岸轴2 -05座置装动起-件模 压液 74间动驱荷负-泵油滑 急应故事一泵油滑助辅-44 泵压液主一专泵压液助辅一彳阀止载油燃一 2器滤过 油燃一R器滤过油滑一目器却冷油滑一冒器压扩气排一3阀制控吹清咀喷料燃一器冷预气空化雾一旨盘底室气排F 器轴联荷负一 室气排

20、一 架框气排03承轴5 承轴9 002子转平透一 咀喷级三平透一 9咀喷级二平透一 ION咀喷 级一平透一 环撑支-CON缸气平透一 C2锥圆口进一 咀喷料燃一 ON段渡过一 筒焰火一 00缸外室烧燃一 器感传性磁压 高一 9承轴勺一 9子转机气压一彳片叶静机气压一彳叶导转可口进一彳缸气排机气压r缸后机气压-O1缸前机气压一 9 缸气进机气压一8室气进7壳罩器轴联助辅6器轴联助辅5箱轮齿助辅4器扭变力液3机动电动起2盘底机辅图构结的机轮气燃型吕彳一早图L - -B一 口 ；一 “I 丿 _结构形式虽增加了转子的轴向长度，但可以降低燃气轮机的初温，也就是降低燃烧温度，从而达到降低NOx排放造成的

21、污染且保持较高的机组热效率。由此可见，燃气轮机燃烧系统的变化还是很大的，因此燃烧系统检修的方式方法也应有很大的差异。b)图1913双立式圆筒形燃烧室的结构目前，我国各燃机电厂使用的燃气轮发电机组，无论是引进机组还是国产机组， 主要是以GE系列的燃气轮机为主。根据 GE系列燃气轮机的分管式燃烧系统，其检修 的主要工作是拆下燃料喷嘴，打开燃烧室端盖，拆出联焰管、火焰筒、过渡段和导流 衬套，重点检查燃料喷嘴、火焰筒、过渡段、联焰管、导流衬套、单向阀、火花塞和 火焰探测器等零部件，检查其积碳、结垢、烧蚀、烧融、烧穿、裂纹、腐蚀、涂层剥落等情况，并检查单向阀的密封性和开启压力、火花塞和火焰探测器的性能等

22、等。对某 些可以现场修复的零部件现场修复后回用；对某些现场不能修复的更换新件，换下的旧 件送制造厂或专门的修理厂修复后作为下次检修时的备件，以降低检修中备品备件的费 用。19.4.2 热通道检查（亦称中修）热通道部分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、是燃气图19 14双卧式圆筒形燃烧室的结构轮机中将工质的热能和压力能转换成机械功的部分，并且是高速旋转件，可以说是燃气 轮机的各组成部分中工作条件最恶劣的部分，尽管热通道部分的零部件采用了耐热合金 钢，并采取了尽可能完善的冷却技术和抗氧化、抗腐蚀的涂层，发生故障的几率还是较 高的，所以必须定期进行检修，其检修的周期比燃烧系统的

23、检修周期长些。图19-15环形燃烧室的结构由图19-9可知，热通道检修的范围包括从燃料喷嘴开始到透平末级动叶为止的所有 零部件，由此可知热通道检修时 也要进行燃烧系统的检查，检查 的内容和技术要求如前所述，在 此就不重复了。热通道检查的主 要部分是透平通流部分，吊起透 平上缸，拆吊出一级喷嘴的上下 半；其他几级喷嘴是否拆吊出要 根据实际情况而定；检查诸级喷 嘴和动叶的积垢、裂纹、烧蚀、 腐蚀、烧融、外物击伤、涂层剥 落及其他的损坏情况；检查各级 护环的烧蚀、烧融、腐蚀和其他 的损坏情况；检查压气机进口可转导叶及两端衬套的情况，并用孔探仪检查压气机的叶 片。仔细、彻底地清除透平喷嘴叶片和动叶片上

24、的积垢，必要时更换某些受损严重的零 部件，特别是一级喷嘴。通常在热通道检查期间对辅机部分也进行检查，打开辅助齿轮 箱检查各传动轴的轴颈和轴瓦，检查燃油泵、燃油分配器及燃油旁通阀，检查主滑油泵、图1916单立式圆形燃烧室的结构表表3 a3 ms6ms10MSm01EA/MaSMS90（Ee與些零部件的修复和更换删期零部件名称悽夏周期更换周期（运行时间更换周期（起豹阮数）火焰筒CIs(a)15( )过渡段C16(CI)fi(CI)燃料喷嘴CI3(01)3( CI)联焰管a3（a）燃油分配器（轻油）a3(a)3(a)燃油泵（轻油）a3(a)3（CI）一级喷嘴HGPI3(HGn3(HGPI)二级喷嘴H

25、GPI3(HGFI)3(HGP0三缠喷嘴HGPI3( HGPI)一级动叶HGH2(HGPI)ZJ(HCP0 3(HGPI)二级动叶HGH3( HGPI).+HGH)三级动叶HGPI3(HGP1)4( HGPI一级护环HGPI2( HGPI)2( HGPI)二和三级护环HGPI3(HGP1)注：CI燃烧系统检查周期；HGPI为热通道检查周期。 按以运行时间为基准的热通道检查周期进行重涂。 2是没有重涂的热通道检查周期； 3是有重涂的热通道检查周期。交流辅助滑油泵、直流应急（事故）滑油泵，检查冷却水泵、液压油泵、各种油滤的 滤芯，滑油冷却器和雾化空气预冷器等，必要时还要检查燃油的前置系统，清洗和检

26、 查进气过滤器室，甚至更换过滤元件。以期通过热通道检查消除热通道部分运行中已 发现的故障和运行中虽未发现但已存在的各种隐患，从而提高机组运行的安全可靠 性，并提高机组的出力和热效率。19.4.3整机检查（亦称大修）表表9Pg6PG(iFA)(FG719G7191 /PF)22G(22)(FG93/Pq930i/(G933Pq9331(F某些零部件的修复和复换周期周期零部件名称修复周期更换周期(运行时间)更换周期(起訪机数)火焰箭a5(a)5(d)竭盖CI5(05(a)*过攪段CIsa)()燃料喷嘴Cl3( CI)3(CI)联焰管3( CI)3(C1)一级喷嘴HGPI3CHCTI)3(HGP1)

27、二级喷瞬HGPI3(HCH)3( HGPI)三级喷嘴HGPI3(HGPI)3(HGP)一刼护环HGPI2(HGPT)2(HGPI)二缴护环HGPI2(HGFf)2(HGPI)三级护坏HOP!3(HGP1)3(HGP1)排社室HGH一级动叶HGPI2( HGPI)二缭动叶HGPI3( HGPI)二缢动叶HGPI3( HGPI)3(HGFt)注：GI为燃烧系统检查周期；HGPI为热通道检查周期。 现在的零部件可能无法达到这个时间间隔。 目标是要达到3 /HGPI),根据机组负责人的经验而定。 要求7FA+部件或有GT33 INPLUS涂层和其他设计改进的 7FA部件； 同时要求在每次HGPI时进行

28、修复和重新涂层。 叶冠加焊硬面，并在第一次 HGPI时重新涂层才能达到 3HGPI的更换寿命。表 15FPG9551FA某些零件的修复和更换换周期零部件名称烁复谢期更换周期(运行时同更换周期(起动次裁)火焰咼C15(d)5(d)端盖C15(CI)5(a)过渡段CI3(d)5( C1)燃料喷嚥CI3(a)3(CI)联焰管CI3(d)3( CI)缓喷嘴HGP1戈UJGP1)2(HGPI)二级喷嘴HGPIStHGPT)2(HGPD三级喷嘴HGPI3( HGPI)3( HGPI一级护环HGPI2( HGPI)21HCPI)(续零部件名称修复周期更换周期（运行时间）更换周期（起动扶数）二缓护环KGPJ三颤护环HGT13(HGPI)排气室HGPI一级动叶HCP1孔H(A1)也2(HGF1)二圾动叶HGB三级动叶HGPI扛HGPI)也3( HGPI)注：CI为燃烧系统检查周期；HGPI为热通道检查周期。 目标是要达到3 （ HGPI）,根据机组负责人的经验而定，并且每次 HGPI时进行修复和重新涂层。 要达到3（ HGPI）的更换寿命需要在第一次 HGPI时重新涂层。 此二项有误，很可能是右边相同二项的