GE重型燃气轮机的运行和维护说明

1、GER-3620K重型燃气轮机的运行和维护说明南京汽轮电机傑团）有限责任公司-重型燃气轮机的运行和维护说明书4W共60页第1殒#编 制 丁亚娟 2006.08校 核审 核 庄威2006.12会 签桶隹审查审 定批 准标记数量页次文*:代号简要说明签名磁盘（带号）底图于旧底由号归档联 4鮒阀 4燃摊酚特点 5孔探仪检查6影响鮎和设备寿命的主要因素 7起动次数和运行小时数准则7利用系数9燃料9燃烧温11注水/汽12循环运行的綁13热碗謝牛13转子部件17系统謝牛19非僦频率运行20空丄倾量22润滑油清i吉度23进口砸23査24备用停机检查25妙检查25负荷和排气温度的关系 26振动水平26燃料和压

2、力26排分齟魁匕 26启加间26惰制寸间26快速冷却27瞬系统检查27热通道检査28大修30备件划32期33热iW检查周期33转子检査周期 35«检査周期36人力规划 38结论 39结文件 404 42修改记录 58单 593w对于重型燃气轮利囲户来说，Him维护费用和权擁可用性是最关注的两个问题。因此 必须制定一 个能优化用户费用并最人程度提高设备可用率的维护计划。为了有效实施维护计划，用户应该全面了解 如运行计划和朋画应用、运行和维修人员的技术水平、设备制Jis厂令关注意项目和检查种类的建议、备 件计划、及其他影响部件寿命和设备运行的一些主要因素之间的关系。本文介绍了燃机的运行和

3、维护，重点关注检資类型和影响维护计划表的运行因素。_个好的维护计 划将最人程度体硼国1性能并优化其维护费用。注意：.此文件里运行和维护都基于使用GE批准的零件、修理和服务。此文件里的运行和维护讨论一般适用于GE所有重里燃机；如MS3000, 5000, 6000, 7000和9000 系列。但以MS7001EA为示例介绍。实际31的只体问题应该联系GE现场彳脓。维护计划对于公用电力、工Jk、孤网电力发展来说，必须有计划地制定维护计划，姗短用户停肿寸间。止 确执行计划维护和检查也仃助丁减少强迫停机次数、提高启动可靠性，啊少非汁划检修停机时间。影 响维护计划过程的主要因素见图】，用户的运行模式和实

4、际情况将决定每个因素的比觅。燃机维«绯需要特别注意的部分是和燃烧过程有关的、受从燃烧系统里释放的高温热气影响的零件。 他们被称为燃烧段、热通道部件，并包括火焰筒、端孟、燃料喷嘴组件、联焰过渡段、透平喷嘴、 透平护环、透平动叶。长期看需注意的其他地方是压缩机和透平转子的寿命。GE重型燃41啲基本设计和推荐维护计划见卜：检查和人修之间的敲人时间间隔。定点现场检査和维护。使用当地的技术力量进行拆卸、检査和复装。除了燃机基本设备要维护外，控制元件、燃料仪表设备、燃机辅机、负荷装置和其他电站辅机也要 求定期维护。通过计划停机和强迫停机（图2）的数据分析，维护明显0 I结于五个基本系统：控制和辅

5、助系统、 燃烧系统、透平系统、发电机系统和电站辅机系统。控制和辅助系统的失效一般大多造成短期停札 而 其他四个系统造成次数少但时间较长的停机。提供给每个用户的运行维护手册略述了检查和维修要求，这些要求仃助于确定检查的模式。此外, 通过技术信息单来提供补充信息。这种运行维护于册更新的信息保证了机组的安装、运行和维护。许多 技术信息单包含了技术建议来帮助解决问题，并帮助改善H傑的运行、维护、安全性、可靠性。这些建 议应该在维护计划中全面考虑。从费用和制凶1可用率立场两方面來看维护的仃效性,用户必须了解其运行计划和睢血2用，设备制 造厂关于检査的类型和次数、备件计划、以及影响机组设备运行和寿命等主要

6、因素之间的关系。下面每 一项将被详细讨论。图1影响维护计划的关键因素整个简单循环机粗 提气轮机：一一透平系统_燃烧来统 一一压气机系统 轴甬 控制和扌甫助系统 发电机丟统 电站辅机匸1 SOF二计划停机图2影响停机的5个主要系统燃机设计维护特点GE重型燃机被设计成町承受严酷的工作状态并能进行现场维护，只有特定的燃烧部件、热通道部 件及转子部件需要专门的车间维修。下面是燃M便于现场维护的特点：所有缸体、壳体沿水平中分线剖分，上半部均可单独起吊以便于进入内部。进气缸上半移走后，VIGV可沿径向拆卸，不移动转子来检査或裤换，压气机卜半部分缸体被移走 后,所有定子叶片可沿周边滑出缸体。透平缸上半起吊后

7、，无需移走转子，第一级喷嘴装置可拆卸以便检查、修理或替换。有些占K, 后而级的I喷嘴组件可以与透平缸体一起吊卸，从而能进行透平动叶的检查和/或拆卸。所有轮机动叶片均经过力14:晴并山电脑按转子部套编号成组，这样，不需要拆卸或对转子重新 找平衡就可以替换叶片。所右轴承座和轴瓦均沿水平中心线剖分，必要时它们可进行检查并替换。不需要移动转子，轴瓦 的下半部就可以移出。所有，宙和轴封与主轴承座和缸体结构分开，这样容易拆卸或替换。在人釦殳计中，为了检查、维护和替换，燃料喷嘴、火焰筒和导流衬套能拆卸而无需起吊任何缸 体，包括过滤器、冷却器的所何主要辅助设备均是分立组件的，便丁检查幽护。必要时町以个别替换。

8、GE觅型燃气轮机的检查辅助接II便于进行几个特殊检查程序。不需要移动燃机外缸及壳体，这些特殊程序提供目测和一些关键的内部，as道结构的间隙测甌 这些程序包括气流通道孔探仪检査和轮机 喷嘴轴向间隙测量。一台GE燃机完整的设计包括静止、旋转、机械、流体、热和电的系统。透平的性能和透平内部各 个部件的性能一样，都依靠内部部件之间的运行关系。GE的工程程序评估了设计改变和修改的影响。 这个设计、评估、测试和认町过程是为了安全町行和经济运行，能保证合适的半衡和所有部件和系统之 间的相互作用。不管部件是新的、修复的还是整改的，评估失误将对整个系统运行和可靠性导致难以计算的负而影 响，使用非GE批准的部件、

9、修划潍护会有重犬的风险。按照管理条例和环境，承诺和性能保证要有 合适的存储、安装、运行利维护等条件。并与GE推荐的操作说明手册和维护程序一致。孔探仪检査通过使用孔探仪及检修孔，乐气机转子中间级及透平第1、2、3级动叶片和喷嘴等气通道可进行冃 测检査。孑L探仪可以通过这些径向的检修扎穿过压气机气缸、透平气缸和内部固定的涡轮护环，伸入 其通流部分，见图3, F型燃M见附录E。进宰克1覆动叶出气 /簾2汲喷端进气蛙透平并2號勃叶出气边气边/动矗逆勺边竜迪荷旺梓 3叮扩° 4対尸炉邈平聯嘶铀 奥予更詡锲蛍 璽障邂聲出18° < r.9压气机第17级 皿牟压气机第12 留。，-

10、压气机第4级主要检查入口（正常检査）衣要检査入口（静子和喷喘）®jktA 口还可用于涡流探悅和喷喘內围带挠度檢查图3MS7001E燃机孔探仪检査位置示意图孑L探仪检查确定当内部部件必须修复或替换时，才拆卸燃机气缸。图4提供了在基准型检査中，计 划?L探仪检查的推荐间隔。这些?L探仪检查间隔取决珂爼的运行方式，并对以根据运行状态、所用燃 料和先前检査结果来调整。孔探仪 检査燃气和懈分燃料油在检查燃烧系统时或每年一次.以先到者 为准重油在检査燃烧系统时或每半年一次，以先到 者为准图4孔探仪检查规划利用孔探仪检資的监控程序，有助于确定计划停权1M间并提前安排零部件维修计划，从而减少维护 费

11、用，提高的画的可用率和可靠性。影响维护和设备寿命的主要因素有许多因素影响设备寿命，必须了解它们并在用户维护计划中予以考虑。见图5,起动次数、运行 负荷.燃料及注水/汽最都是决定维护间隔期的关键因素肉为这些肉素直接影响燃M部件的寿命。循环瞬J燃烧温度燃料注水/汽量图5影响维护费用和设备寿命的关键因素在GE维护计划中，最人推荐维护间隔的基本工作状态：没有注水/汽，燃用气体燃料FI为连续运行。 不在此基本工作状态下运行时，则通过维护参数来调整所要求的维护间隔。例如，维护肉数为2,表示 维护间隔为基本间隔的一半。起动次数和运行小时数准则冈为不同的工作状态，燃机以不同方式损耗，见图6。机械热疲劳是调峰设

12、备主要的殍命限制因索, 而蠕变、氧化和腐蚀是连续工作设备主要的寿命限制因素。GE设计标准考虑了这些机制的相互作用， 但在很大程度上是第二类产生影响。冈此GE分别统计燃机动次数和运行小时数来确定维护要求。 首先达到极限值的来决定维护间隔。GE的图形显示见图7,推荐的检査间隔由起动次数和运行N寸数建 立的矩形来定义。此推荐符合预期殍命设计要求，而且对何关部件已经过核实，允许在下一个间隔内连 续运行，故出现故障的风脸低。持续基荷运行场介K裂J®变变形高周疲劳浸蚀氧化腐蚀摩昨耗异物损伤循坏负荷运行场合机械热疲劳高周疲劳摩撤损耗异物损伤图6损耗原因一通道冬件其他制造商有时选择的替代方案是将起动

13、周期转变为当量运行小时数（EOH）,并以运行小时数确 定检査周期，因为上述原因，GE不同意这个方法。这种方法使维护检查更加濒繁。仍以图7为例，沿 看左I血到右下角画一条对角红起动次数和运行小时数的“矩形”减丫，用这种方法决定检查间隔， 对启动次数与运行小时数之比为30-50的中荷机组而言，尤其不利。图8举例说明了 MS7001EAU斑1在没有注水或汽、基本负荷运行，气体燃料坏境下，该用直1毎年 运行4000小时并且起停300次，按照GE的方法，根据心动次数极限值准则，应在运行四年后对热通道进行检查。而根据肖屋运行小时数准则用画在运行24年后检查热通道。类似的，对一台每年运行8000 小时和起停

14、160次的持续基荷运行心H來说，按照GE的方法，根拯运行小时数的极限值准则，应在运 行3年后检查热通道。但按照肖量运行小时数准则，在2.1年后检査热通道。9#械 机命 的寿 和的寿t化变蚀损制 限命E0H 方法8 12 16140012001000800400%ge方法比较当量小时方法图7GE基准型燃机以起动次数和运行时间独立计算标准确定维修要求2023GE 方法1沙00小时/隼 1&0欢直就）/年! 0GE每3年丄3二 I图8热通道维护周期比较GE方法对EOH方法年2 o G E 300口启动次数60010#利用系数虽然GE不将起动次数变换为等效运行时间，但机械损耗的等效性应彼考虑。

15、图9中，如燃料种类 和质杲、燃烧温度设置、注水/汽最等彤响因素都被认为间准则相关。而启动次数和跳机次数认为与 起动准则相关。两种情况的影响都可自劣短维护间隔。当一台用砂的运fj计划考虑了这些利用系数或维 护冈数，反映热通道维护准则的"矩形”将偏离理想状况，见图10o卜面将更进一步讨论关键运行因 素和它们如何影响维护周期、部件整修/替换周期。典型垠犬检查周期（MS6E/MS7EA）热通道检查运行24000小时或起停200次大修运行48000小时或起停2400次时间或起动准则（两者中先到者为准）影响维护周期的内素时间因数.燃料天然气I蒸物1.5原油2-3渣油34峰值负荷.刘汽干轴制l (

16、GDP-222)湿式控制1.9 (5%水 GDP-222)歸因数满负荷跳机8快速加载2紧急起动20图9维护因数一 通道（叶片和喷嘴）维护因素缩短錐护间隔跳机-快速启动111时间因素燃烧温度注水/汽燃铝种类I1L812162024 2B逖烧时间J启动因累1启动次数图10 GE热通道检查的维护间隔燃料燃权哝料可从清洁犬然气到渣油，并都影响维护，如图11所示。乘烧类燃料有一个维护【人I数，渣 油为三到四，原油燃料为二到三。这种燃料一般能释放较高的热辐射，会导致燃烧部件寿命附氐并且 通常含仃如钠、钾、锐和铅之类的腐蚀性元素，从而加速透平嘶和叶片的热腐蚀。另外，燃料的一些 成分能直接引起结垢，或通过防腐

17、蚀抑制剂化介而产生结垢。这些结垢彫响施且性能并导致更频繁的维 护精炼蒸馆油一般不包含如此人量的腐蚀成分，但有害的杂质常在燃料中出现，蒸饰然油污染的两种 常见途径屆 当海上运输时含盐圧舱水混入，卅输送至油箱、汕罐乍或经过曾输送受污染燃汕、化学物 质、加铅汽油的管道时混入。见图lb燃用蒸饰燃丰:附，GE的实践经验表明热通道维护因数可低达1（等同丿撚P，高达3。除卄込仆经验显示了其他情况，一般推荐在精炼蒸馆汕込行时热通道维护肉数 为1.5。还应注意液体燃料的汚染物能影响如燃汕泵和分濟器之类的燃机附件乃命。间屏护因数>轻Iis油重7 8 9 10 11 12 13 14 1520撚料含氢閒量百分

18、呈图11维护中燃料种类的预计影响见图11所示，GE说明站里的气体燃料是符合燃范的故佳燃料，不会产生不良影响。合适燃料 质量的重要性对干式低NOx燃烧系统（DLN）更明显，只仃符合GE燃料规范GEL41040和GEL41O47 中要求的燃料，才可保证燃烧系统运行，满足可用性承诺。燃气中液体碳氢化介物的出现易使热通道零 件处于过热坏境，并导致零件卷命脚修周期的缩减。用户通过使用有效的燃气净化系统，或在透平气 体燃料控制阀接II将气体燃料加热至过热50°F （28-0,來控制这种潜在的问题。完整的系统（体燃 料加热器上游安装过滤器是最好的惯例，并保证气体燃料中的液体和蒸汽被冇效去除。用户应

19、防ll透平叶片和喷嘴的热腐蚀。未经检测的利味被处理的燃料带有污染物，会给透平热通道 零件带来实质的损書。可以通过卜面方法避免或降低可能的高维护费用和町靠性的降低：对燃料供应商进行适当的核查，对于液体燃料，每次运输提供包括识别燃料的比重、闪点、粘性、 硫含量、流动点和含灰量的报肯。.定期提供合格的燃料质最样品并分析，过程中，建议监控燃油中在线含水気 燃油分析器至少能 记出矶、铅、钠、钾、钙和镁含量。当燃烧重汕时，面对燃料处理系统进行适当的维护，燃用蒸饬燃料时如右潜在的污染时，应捉供 净化装置。除了在燃料中出现外，污染物也可以通过进I I空气和用于控制NOx排放或壇加出力而注入的水/汽 进入透平。

20、蒸发冷却器也是杂质的另一种來源。右些时候这些污染物引起热通道的损坏不亚燃料中所 含的污染物。GE规范定义了燃料、空气和水/汽中污染物的最人限制。除了燃料质量，燃料系统运行也是设备维护的一个因素。在换用气体燃*肘，液体燃料可能未清吹, 仍科燃烧部件接触，阴塞燃料系统。为了减少结焦和枳碳，双燃料BLffl （气体和液体）应该尽可能不用 气体燃料，同样地，长期使用气体燃料W，建议定期将气体切换到液体运行来减少系统部件结焦。当机组起停时，杂质和阻塞町能阻11燃油和其他液体燃料从燃烧室、压气机、透平和排气室系统排 出。在系统管道中残留的液体燃料也会引起安全风险，正确地按GE程序维护和检查，可确保起动失败

21、 排污系统的止确运行。13MS®在尖峰负荷的最人运行状态下，由于燃烧温度较高，需要更频繁的热通道部件的维护和替换。以 MS7001EA权画为例，从叶片寿命立场来看，在尖峰负荷下每运行一小时（燃烧温度+100下/56°0,柑 当于在基本负荷下运行六个小时。这种运行方式下维护冈数为6。图12定义了在燃烧温度下楓U寿命影 响的相应变化，应该注意到这不足线形关系，如燃烧温度增加+200°F/lll°C,即相当于6X6倍或36： 1«提高燃烧温度会降低部件寿命，而降低燃烧温度可延长部件寿命。这就提供了一个通过定期部分负 荷运行来补偿峰值负荷运行下产生的负

22、面影响。但是，必须了解到I谜这种抵偿是非线形的，即燃烧温 度划J诫降低同一数值时，其相互补偿程度不是_比一的。在基本状态-100°F/56°C下运行六个小时才可 抵偿基本负荷环境上+100T/56°C运行一个小时。认识到负荷降低并不总是意味着燃烧温度降低也是很甫要的。在热冋收用中，蒸汽发生装置提高 厂效率，燃机过降低负荷并关小进II町转导叶来减少进I空气，维持瑕人排气淋丄对这种联合循环 装置來说，直到负荷附氐到人约额定功率的8氓，燃烧温度才会附氐。相反的，权囱1以简单循环模式， 在负荷降低到妙时保持进II导叶全开，在这个输出水平燃烧温度有超过200°F/

23、lC的缩减量。不同运 行模式的対热通道部件寿命影响是不同的。权控制影响见图13。类似的，配有DLN燃烧系统的知肌利 用进I 1导叶调节，以及进I I抽热以达到部分负荷F的低NOx预混运行方式。00堰烧爲度差值106 维护因数120II120II图12燃烧温/血扌叶片寿命影响WM100*長荷120II住热冋ttttX下减少负商竹牢件妤命图13燃烧温度和负荷关系一ft冋收对简单循环120II如上所述的燃烧温度对热通道维护产生影响涉及燃料的清洁度，比如天然气和轻蒸饰油.热通道部 件嫦变断裂是首要寿命限制凶素.也足决'走维护间隔影响的主要因素。对含灰分的重油,腐蚀和结垢足 巫要影响肉素，并且和

24、燃烧温度是另一种不同的关系。图14显示了在燃用重油时燃烧温度与热通道维护 囚数的相关性。町见号燃烧温度的相关性降低维护因数本身高是由丁涉及到燃料中腐蚀成分等问题。燃烧温度増量维护因数图14燃用垂油维护因数注加汽用于控制NOx排放或增加出力而注入的水和汽，即使符介GE规范要求，也能影响机组寿命和维 护周期。这涉及加入水对热燃气传播特性的影响。见图15,燃气导热率提高能增加対叶片和喷嘴的热传 导，能导致金属温度的提高并附氐部件殍命。注水/汽增加热通道零件的金属温度水影响燃气传播性质：k 导热系数fCp比热t u 性一增加传热系数提高金属温度和降低I片片寿命例：(NB7001EA tlLffl第一级

25、叶片): 泌3%汽(25ppn0x) H=+4% (传热系数) 金属温度二+15 T (8 C) 寿命=33%燃烧温度不变时图15注水/汽和叶片倾嘴寿命注水/汽的业H彩命影响与燃机控制方式有关。大第数基本负荷卜运行的电氏使用注水/汽时.其 控制系统会降低燃烧温度。它町和燃V侧更高的热交换影响相抵消，使叶片寿命没右影响.这就是下式 曲线运行。这足所冇燃机的标准配置.仃和没冇注水/汽都是。然而，一些机组上，控制系统被设计成冇 注水/汽时维持燃烧温度不变.这是湿式曲线运行，它可产牛额外的tfim出力，但如先前描述会降低权im 施 以这种方式控制的用呦一般应在每年运行时间低或用户决定减少权囱国命以増加

26、出力的调峰机 组。图16显示了由两种不同控制模式而产生的湿式和干式曲线及性能区别。注汽 25 ppm NO*图16排/温度控制曲线一MS7001EA干式和湿式控制一个与注水/汽右关的附加因素涉及到燃机部件气动载荷提高，这是由注水增加循环压比所引起的。 这附加的我荷能増加下游第二第匚级喷嘴内I时带的变形率，缩短维修周期。但是，根据对GTD222的介 绍，这种第二第三级喷嘴的高蠕变强度材料合金可最小化这个因素。干式控制方式运行的睢氏有关注水维护因数从1细囱I第.和第三级喷嘴采用GTD-222）到1.5 （£细喷嘴采用FSX414和注5%的水），湿式控制方式运行的机组，维护因数在为组采用G

27、TD-222和 注5%的水时接近2,采用FSX414时是4。循环运行的影响在先前的讨论中，描述了以时间为准则的维护标准的运行因素。对以起动次数为准则的维护标准， 必须考虑与科呦起动、运行和停机循环影响相关的运行因素。羽小准起停町能降低热通道部件和转子的 寿命 并且可能使的需要更频繁的维护和部件维修/替换。热通道零件图17显示了正常起停循环下燃烧温度的变化。点火升速、升负荷、降负荷和停机都能产生气体 温度变化，并产生相应的金属温度变化。如燃气温度快速变化，叶片或嘶的边缘比厚的截面反应更迅 速，见图18。这种温度梯度依次产生热应力，羡至能导致裂纹。图19描述了 MS7001氏讪附I透平第一 级叶片

28、在止常起停循环卜.的温度变历程。点火和加速过程中，由丁叶片剖面边缘部分比厚的部分更迅 速地变热，产生瞬时的压力应变。在满负荷的工况下，叶片金属温度达到大值，而在叶片冷却部位存 在由止常稳态温度梯度引起的压力应变。停机时，相反.叶片剖面边缘部分比厚的部分更迅速冷 从而导鲍气边产生拉山变。热疲劳试验发现一个部件在出现裂纹前能承受的循环次数取决于总应变范闱和最犬金属温度。任何 运行参数超过止常循环运行参数，都会明显増加应变范闌或提高最人金属温度，从而降低零件的疲劳寿 命，并增加以起动次数为准则的维护肉数。例如，图20比较了_个正常运行循环和一个发生过满负荷跳 机的循环。跳机循环中应变范用明显的增人，

29、他对零件的寿命影响相当于八个正常起停机循环。部分负 荷下的跳机影响较小，因为跳机开始时金属温度较低，图21显示了当在80%到00%负荷间跳棚寸，维 护因数是8： 1,在满速空我时跳册摩护因数是2： 1。类似的，为凶1在尖峰负荷运行的燃料增加将导致部 件金属温度增加。图18第-级叶片懈时温度分布状态关键参数最大应变范围摄大金雇温度1叶片低周疲劳（LCF）金属温度基本负面图9动叶进气边逞度/应变1个跳机循环二8个正常起停循环图20低周疲劳寿命敏感度一第级肝片图21维护因数一负荷跳机图22维护因数一启动循环最人负荷值影响在尖峰负荷下跳机维护因数足10： L跳机有别于正常启动关闭循环可增加等效启动次数

30、。同样的, 在图44当龟启动公式中，影响因数减1显示公式的净结果应与增加的应变范闱等效。例如，基本负荷下 的一次心动和跳机将认为等效于8次止常循坏过程（一个在基本负荷卜的冶动循环丿J吐肉跳机而产生的 87个等效循环），维护因数为8： 1。类似于跳札紧急起动和快速加载将影响以起动次数为准则的维护周期。这又与这些情况下应变范 用的增加有关。的血在5分钟内实现从停村倒满负荷的紧急起动时，对部件寿命影响柑当于20个止常起 停循环。一个快速加我的止常起动时，部件殍命影响相当于2个止常起停循坏。像跳机一样，胡呦快速 起动或快速加我的影响应被认为9 个正常循环分开，并且除了正常起停循环，它们的影响应当制成列

31、 表。但是，这些因数未被减1,所以一次紧急起动加载至基本负荷下的循环总共相肖于21次止常起停循 环。见附录A的当融动次数举例。上述的各因数缩短维护周期，但部分负荷运行循环可延长维护周期。图22是用丁这种运行的指导 方针。例如，两个最大运行负荷低于60%的循环相当于_个起动后运行负荷高于60%的循环，或换牙一 种表示方法，即维护因数为5。起动参数计算基于运行中达到的最人负荷。因此如果一台村在部分 负荷卜运行3个星期，然后最后十分钟在基本负荷运行，那么申丿国全部运行被称为基本负荷起/停循坏。转子部件除了热通道部件，转子结构维护和维修要求也受用呦起动、运行、停机、加我卸我特性有关的循环 效应影响。其

32、根据运行状态及设讣要求确定的维护因数应包含入用户勒计划。当累积的起动次数或W 间到达检查限制时，应拆卸和检査所有转子部件。（见图45和图46的检查周期）当起动程序开始时，转子的热力状态是决定转子维护周期和转子部件寿命主要因素。如釧时转子 为冷态直至的囱1发电过程，会产生瞬时热应力，同一起动时间程序卞，人转子因为升温慢，其热应力比 小转子大，而热应力高将缩短机械疲劳寿命及检修周期。在1950到1970这个时期，电力市场的发展导致更人的蒸汽轮机运行在更高的温度，因而蒸汽轮机 产业意识到有必要调整起动时间。与1950、1960年的蒸汽轮却附尺寸增加趋势类似，因为技术发展条 件及为了满足联合循环发电站

33、的高功率和热效率需求，燃机转子在1980利1990年有增人的趋势。随着转子尺寸的增人，根据蒸汽轮机和近來燃弋仑机得到的经验，应该将其考虑到燃'if仑机的起动 控制里，并根据不同负荷循环确定相対于转子寿命缩短的维修参数。这些维护因数可用来调整特定负荷 循环下转子部件的检査、维修和替换周期。决定转子维护因数的概念适用F所有燃机转子，但这仅对F型甘画的转子细节讨论。与起动相关的 转了维护因数号起动前停权间右关。冈为停权明间越2,转了金属温度更接近环境参数，并且在随后 的起动中热疲劳影响加剧。因此冷态起动转子维护因数是2,而由于热环境下较低的热应力，热态起 动转子维护因数小于lo这影响在转子结

34、构一个地方到另一个地方是不同的。但最多限制区域已决定了 对整个转子的影响，因此转子维护因数应指出这些不同冬件上述约束区域的转子维护参数。转子起动的热力状态不是唯-影响转了维护周期和寿命的因素。在透平快速升负荷时，即快速起动 和快速加我增加了热梯度，并且加觅了转子负荷。负载状态下跳机及异常跳机后马上起动如停机1小时 内起机，将缩短转子维护周期。图23列出了推荐的运行因数，用于决定PG7241和PG9351的设计转子 的全面维护因数，用于其他机型的因素参考相应的技术信息资料。7241/9351* 设计转子细咽数热态启动内数 （停机14小时）快速启动1.0正常启动0.5暖态1启动因数 （停机牛20才

35、曲打1.80.9暧态2心动囚数 （停机2440小时）281.4冷态启动因数 （停机40小时）4.020负荷跳机因数4.04.0热态启动因数 （停机04小时）4.020审其他因数适用于早期9351犯11.肉数与起动时的机械热力坏境相关负荷跳机、快速启动和20小时的匝起会缩短维护周期图23运行有关的维护因数与转子维护要求相关的每个因数的人小由t/LSL运行方式决定。这里有三种运行的典型种类，卜両描 述的就是调峰、周期和连续运行三种类型：.调峰机组有一个相对高的起动频率和一个（艇行时间。根据季节性需要运行，调峰科Lffl_般冷态 起动率比例高。周期性负荷朗如口 '常开机，周末停机。每次起动后

36、运行12到16小时，一般起动时转子处F暖态, 在维护停机后或在停机2天后才需冷态起动。连续基荷权Ufl为每次起动后长时间运行，因为一般实施维护才停机,所以人部分起动是冷态起动。 冷起动比率高，起动总次数低。连续基荷利直1的转子维护周期取决于运行时间而非起动次数。图24列出了这三种运行类型每一种作业形态。图24中可以看到，不同运行方式机组的热态、暖态和冷态起动有不同的启动次数，每种起动都对 转子维护周期有不同的影响。因此以起动次数为准则的转子维护周期决定于It特定的运行方式。下而 将描述一种方法，这种方法帮助用户根据运行方式决定维护肉数。利用转子维护因数，结合实际的运行 方式，可获得权呦整体维护

37、因数，并能用丁决定转子检查周期。图25列出了以起动次数为准则的维护因 数为的基准机组的典型运行方式。如不同于图25定义的运行方式，特别是冷态起动或跳机次数多，维 护因数将比1大。停机后盘车装fit运行，这是诉起动前正常运行程序的重要部分。图描述了盘车装置方案和运 行方针（见附录）。有关的操作说明和要求见所附适用条款。停权诟，盘动转子是必要的，來避免弯曲, 如果转子在芳曲的请况下起动将导致高震动和额外的曆损，机组在计划停机后敲好足保持盘车装置运行 直到轮间温度冷至周边环境温度。如果权呦1在完全冷却后48小时将不再起动，那么停盘乍装置。m调峰周期超热态启动率（停机4小时）3%1%10%暖态1启动率

38、（停机420小时）10%82%5%暖态2启动率（停机2（M0小时）37%13%5%冷态启动率（停机40小时）50%4%80%每次启动后运行时间（小时）416400每年运行时间（小时）60048008200每年启动次数15030021跳机率3%1%20%每年跳机次数5341.71.0NA运行图表针对特定为im检查周期什对特定用LSI图24FA燃机典型运行图表基本型咂周期性负荷6每周启动次数16每次动后所需运行时间（小时）4每年维护停机次数50每年按50周计算4800每年运行时间（小时）300每年启动次数0每年跳机次数1维护因数12每年冷态心动次数（率）（停机40小时）4%39每年1暖态2启动次数

39、（率）（停机2CM0小时）13%246每年暖态启动次数（率）（停机420小时）82%3每年热态启动次数（率）1%基本型村直1获得维护因数 =1图25以心动次数为准则的维护冈素定义对热重起和冷起动存在进一步的指导。负荷跳机、满速无负荷跳权威止常停机后.在重起之前.建 议运行盘车柚勾盘转子一个小时。这一措施町在下次起动前，促使前次产生的瞬时热应力衰减。如果机 组必须要在一个小时内起动，那么冷起动因数必须考虑。在冷起动或热起动之前，如果探测到弯曲，盘 乍装盘运行较氏时间足必要的 可通过込皿乍速度的振动I豳用于确信转了鸾曲是否在讨接受水平和 是否进行起动程序。用户Him特殊介绍和信息参见运行维护手册和

40、适当的框线图。瞅室零件一个典型的燃烧系统包括过渡段、火焰筒、导流衬套，端部组件包括燃料喷嘴、安装座、堵头科端 孟，其他破件包括联焰管、火花塞和火焰检测器。另外，还有很多燃料和空气传输部件如清吹阀、止回 阀和柔型软管。GE提供几种燃烧系统，包括标准燃烧室.多喷嘴低噪音式燃烧室（MNQC）、综卻化 联合循环(IGCC)燃烧室和干式低NOx燃烧室(DLN)o每一种燃烧系统都令其独特的运行特性和运 行方式，对维护和修理要求的影响也不一样。燃烧室的维护和修理要求和热通道部件一样，受到许袞因素影响，包括起动循环、跳机、燃料种类 和质最、燃烧温度籾控制排放或增加出力的注水/汽最等。但是，影响燃烧系统还有其他

41、特殊的因素。其 中_个就是运行方式，描述为燃料帕方式。在高负荷时，低负荷运行模式的使ffl将显著缩短维护周期。 如在高负荷下使用DLN1扩展的Lean-Lean模式，导致维护因数为10。同样的，在DLN 2胡凶1使用 Lean-Lean模式，维护因数为10。另一个影响燃烧系统维护的因素是声动态特性。声动态特性是由燃烧 系统产生的圧力振动现象，如果幅度足够高，能导致明显的磨损和裂纹。GE调整燃烧系统的声动态特 性，低到足够保证不影响本好I谜的维护。如果'需要，在每次燃烧检查周期执行燃烧系统维护。检查周期方针见图42,建议根据特殊经验调整 周期。替换周期一般由建议的燃烧或维修周期和一般燃烧

42、部件特殊性定义。一般而言，如果燃烧系统检 査周期延长，那与检査次数相关的零件替换周期将缩短。例如，一个部件有8000小时的燃烧检資(CI) 周期，6 (CI)即48000小时的替换周期，如果燃烧系统检查周期延长到12000小时来保证48000 4耐的 替换周期，替换周期将为4 (CI)。对于燃烧部件，基本运行状态维护因数对应的Hlffl为正常点火起动及停札基本负荷，燃用天然气, 没有注水/汽卜；使以运行N寸数为准则的维护因数增加的原因包括处于调峰负荷、蒸馆I物或朿油，干式 或湿式伽制曲线卜注水/汽量。使以起动次数为准则的维护因数增加的原因包括调峰负荷、燃料种类、 注水/汽量、跳机、紧急起动和快

43、速加戦。耳嗓定频率运行GE单轴匝型燃弋仑机被设计为在95%到105%速度范闌内运行。超过额定转速范国的运行对维护 要求有潜在的影响。根据行业规范要求，透平的设计、使用的透平控制原理、运行状况都可引起热通道 部件寿命的加速消耗。必须了解与运行有关的维护因数，并分析和记录利噬啲转速变化，包含入制凶啲 维护计划。运行在电力系统频率下，用于驱动发电机的燃机，右时为了满足运行要求，会在电网突然加載及发 生容最变化下要求保持频率稳定性。大多数规范要求利在电网频率扰动后保持联网状态。对低频运行, 透平输出降低，转速附氐是可行的，对透半的影响很小。在一些电力系统中，要求维持负荷力规定的相 对J电网频率的负荷范

44、用内，仃更严格的规范要求保持在线。例如由全国高压输电网公司(NGC)定义 了更严格的要求，NGC规范中，如图26所显示的频率变动下情况应能被接受和/或可控的。此说明中，朝囱1出力必须在电网频率±1%的稳定范鬧(在50Hz电网系统中±0.5%Hz)保持稳定, 直至峨速为爼，此前频率每额外I、降1%，tILffl出力下降1%。要求规定在95%到104%速度Z间町以 20连续运行，在殂和95%卜运行20秒。环境必须满足绘人周闌温度为25t (77T)o低频运行下为满足规范要求而保持»平输出，会对维护会产生影响。转速下降后，压气机流量会下 降，导致透平输出下降。如果名义输

45、出随转速下降至规定最小值时，则应采取增加出力措施。丿诈数选 择透平过烧增加出力，另外水洗也是潜在方法。环境温度是影响增容的_个显著的因素，这涉及到用缩朝氐行容氐如果圧缩机修止速度到达限制 值，可能要求关小进门导叶。对丁一台班级的燃'(轮机来说，在0°C (32°F)运行，无须增容施即町 满足NGC要求，而当在25°C (77T)运行时，没冇增容措施，可能不能满足NGC要求。例如，图27显 示了一台FA级科肌在25°C (7TF)时，没有增容措施，随着电力系统频率变化的输出趋势。在图27中，燃V仑机在NGC连续运行要求范闌低«端(47.5

46、Hz)输出不足，要求提高燃烧温度 过基本负荷燃烧温度160下來解决。在此id烧水平上，运行的维护因数将超过lOOxo此水平的过烧将影 响燃烧运行性能及排放特性，也对热通道部件寿命有觅人影响。也可利用水洗与提高燃烧温度结介，使 与NGC规范要求一致，FA燃气轮机利用此替代件增容方法。图28中，村欧在周闱温度25C (77T)和 频率47.5Hz的条件卜运行，利用水洗利50°F过烧即町满足NGC规范。在这些条件卞，见图12以运行时 间为准则的维护因数i殳定为“，必须指出，在过频条件卜迄行不能等同丁在低频条件下的运行。因为上 述熔売温度部分己经讨论过，左尖峰燃烧境下运行与维护因数之间是卄线

47、性对数关系。机组出力和电网频率的关系莅銭Tamb = 25&C (77T)正常输出卿输o.aoo -0.700484951频率的输岀不足量52图27在低频条件下的透平输出NGC规范要求的懺烧温度Tamb = 25C (77F)燃烧温度差值迎'4620015010050u 顶5251so49图28 NGC规范对IF的要求范由一FA级如上所述，按照NGC规范要求，在91%到95%速度之间低频运行，每次不能超过20秒。因此在最小 连续95%速度卜运行将带来额外的维护及部件的更换。在速度低于95%卜运行要求提高燃烧温度来满足要 求，另外涉及到叶片的潜在扰动，能引起I片片共振必;Z并降低

48、疲劳彩命。考虑到这些，邹画在电网频 率低于95%的速度下运行20s,以起动次数为准则的维护因数为60xo超频或高速运行也影响机组维护和部件替换周期。如果转速超过额定转速，旋转部件的机械应力增 加与转速增加的平方成比例。如果在超速情况下燃烧温度保持不变，则热通道旋转部件的寿命消耗率将 W 29脐J；将上升，即在105%速度运行一个小时等同于在额定转速卜运行两个才耐。脚数转速%图29等温超速运行时的维护冈数如果超速运行只是轮机运行全过程的一小部分，则它对零件寿命的影响冇时可被忽略。但是，如果 预期超速运行时间显著，并维持额定燃烧温度，那么必须i费累积的运行时间，并包含进透平总体维护 从ISil W

49、JHL调整维护时间农來反映超速运行。为减轻这种影响可选择降低燃烧曲叟以扌氐消超速对部件 寿命的影响。一些机械驱动应用使用此方法来避免维护因素增加。上面描述了以运行时间为准则来确定持续运行转速范I制内的维护因数时，规范対机m出力和电网频 率之间的关系要求。还有其他有关透平在频率变动模式卜运行的研究。在频率变动模式下，透平处在低 满我卜运行，并1L随时町能冈快速增负荷而产生频率扰动。N3C规范要求的L组在频率变动模式卜装备 快速动作的调速器，以全速35%的偏差运行。通过这种控制方法，一台燃气轮机可按相应的频率改变人 小增加负荷。例如，一台燃机以5%的偏差运行，对应0 5Hz的频率下降，将增加2呢负

50、荷。透平负荷在低频条件卜的响应比率由燃气轮机设计、燃料的特性利璘机的空气流呈控制系统来决 定，通當情况为10秒内透平响应一个频率的阶跃变化。与运行相关的维护因数取决于负荷改变的人小, 2%频率下降对应50%负荷变化，将对转子及热通道零件寿命、维护产生影响。但是，在人多数情况下, 透平在接近额定功率运行，対维护因数影响可能没那么严貳。N3C规范要求权im在10秒内増加10%计 划输出，来对应0.5Hz (1%)频率降低t青况，对联合循环装置来说，如果燃机必须单独承担瞬时荷载变 化，则要求满足10秒内15%的负荷变化。相关的热通道部件维护丙数影响将较小，但对转子维护囚数 影响较人。对于_个FA机型

51、的转子，每个频率偏移都相当于额外的启动，见图45描述的维护因素。另 夕卜转子在频率变动模式之前必须是島温运行状态。空气质量维护和运行费用也受机组消耗的空气质量影响，除了对热通道部件冇害影响之外，污染物如灰尘、 盐份和油也能引起斥缩机叶片腐蚀和结垢。20微米的微料进入斥缩权蹴会引起明显的叶片腐蚀，进入压 缩的的微粒或油汽、烟雾、海盐、工Jk蒸汽吸入也能引起结垢。压缩机叶片的腐蚀引起叶片表面点蚀，除了増加表面粗糙程度外，也是疲劳裂纹开始的潜在位置。 这些表面点蚀和刀翼形状变化将降低压缩机空气流量和效率，从而减少燃气轮机输出和总体热效率。通常，轴流式压缩机损坏是燃I丿编出和效率损失的主要原冈，由压缩

52、机叶片结垢引起的损坏可恢复 720%的性能损失。见图30所示，压缩犯占垢使空气流量降低5%,输出降低13%,热耗增加55%。 幸运的足，通过合理的运行和维护程序可以尽量减少结垢类型损失。在明显发生结垢以前，压气机在线 水洗系统对压气机进行带负荷水洗，用于维持压缩机效率。离线系统用于清洁严更结垢的压缩札其他 措施包括维护进I 1过滤系统科朋I蒸发冷却器，以及周期检杳和即时修复压诩I叶片。12 3 -45-7 8压比圈氐量%图30由于压气机叶片积垢引起的透平性能下降还有些不可恢复的损失，在斥气机中，这些损失是由与结垢无关的叶片表面点蚀、腐蚀和叶梢摩擦 引起的。透平中，喷管喉部区域变化、叶顶间隙增加

53、和漏'（是潜在的原因。甚至是一台维护良好的制组 上，也会有不同程度的预期不可恢复的性能降低。对用户来说，有规律的监控和iiW丿LM运行参数，是诊断出压缩机*：能降低的有效手段。润滑油清洁度润滑油的污染和性能恶化能引起轴承巴氏合金表面的磨损科损坏，并引起长期的停运损耗和昂贵的 修理成本。透平润滑油对于粘性、化学成分、杂质的常规収样是维护计划的一个基本部分。润滑油的取样和测试参照GEK-32568, “推荐用丁燃气轮机轴承周H抑境在500下（260D以上的 润滑油”，另外，润滑油应该定期检査微粒杂质及水污染参照（SK-11O183, “电站安装、调试和维护的清 洁度要求”。润滑油应该最少每

54、季度取样，但是，推荐每月取样。23进口湿度一些用户增加透平输出方法是通过使用进II雾化系统，雾化器注入进II管道人量的水气，使压气机 前几级暴露于潜在的液态水中。压气机在这样的环境下运行可能由于腐蚀、结垢和材料损坏而引起压气 机的长期损坏。经验表明，进11加湿时，水质情况、进门消音器和管道材料、进11消音器的状况对压缩 机的结垢严审程度有很人影响。柑同的，蒸发冷却和过最的水洗也可能损坏斥气机。图31显示了由于压 气机在湿润状态卜运行对材料性能产生长期损坏的影响，水质标准应该参照GEK-101914B, “燃机注水/ 汽纯度要求匕由于环境恶化引起的腐蚀 降低叶片材科的持久应力强度 点蚀弓I起局部的应力梯级交变应力相对值疲劳强度对环境的致感度AIST403叶片的疲劳强度估计值"0.9"0.70.6"20-3血差。2差。2图31长期潮湿环境卜材料的性能恶化如透平用403SS压气机叶片，液态水的出现将降低叶片疲劳强度多达3氓，并增加叶片上裂纹扩展 比例，液态水也使叶片腐蚀，这种腐蚀可能由盐性环境（见GER-3419）加剧。如果环境是酸性的并H 叶片出现麻点状腐蚀，将引起疲劳强«的再次降低。有麻点状腐蚀的叶片材料强«降低到原来的40%。 停