关于燃机运行的可靠性因素与对策分析.pdf

101工 艺 与 装 备关于燃机运行的可靠性因素与对策分析窦博群（天津华电福源热电有限公司，天津 301700）摘要：燃机发电为当下火力发电的主要类型。为确保燃机发电的稳定性及其经济价值，需要更好地把控燃气运行情况。一旦燃机机组发生故障，就会影响发电效率，甚至会由于电力因素造成社会经济损失。在燃机运行过程中，要不断提升燃机运行可靠性，规避各类燃机故障的出现，确保整个火力发电的稳定性。关键词：燃机发电；运行安全；可靠性；解决对策Analysis of Reliability Factors and Countermeasures for Gas Turbine OperationDOU Boqun(Tianjin Huadian Fuyuan Thermal Power Co.,Ltd.,Tianjin 301700)Abstract:Gas turbine power generation is the main type of thermal power generation.In order to ensure the stability of power generation and its economic value,it is necessary to better control the operation of gas.Once the gas turbine unit failure,it will affect the efficiency of power generation,and even because of power factors resulting in social and economic losses.In the process of the gas engine running,it is necessary to improve the reliability of the gas engine running,to avoid all kinds of gas engine faults and to ensure the stability of the whole thermal power generation.Keywords:gas turbine power generation;operational safety;reliability;solutions随着社会的不断进步与发展，国民生活与生产对电力能源的需求量不断增加。在我国煤炭资源逐渐匮乏的情况下，电力能源的生产开始转向其他能源类型。天然气在不断的开发过程中成为火力发电的主要能源，具有经济、高效的特点。在火力发电过程中，煤炭在经过燃烧后产生的热能属于主要动力，但也受煤炭能源的影响，导致发电成本逐渐增高。燃机在火力发电中的应用十分广泛，为火力发电的重要组成部分。燃机机组需要保持持续运行，且长期暴露在自然环境中，使得机组运行存在潜在故障风险，不利于保障燃机运行的可靠性。1燃机运行可靠性影响因素1.1噪声燃机在运行过程中可能会出现噪声。燃机噪声主要包含气动噪声、机械噪声与燃烧噪声。一般来讲，我国的燃机主要为航改型燃机。此类设备是对涡喷、涡扇等成熟的航空发动机进行改造，同时配备动力装置，使其成为发电用燃机。燃机设备虽然可依托进口，但是应用过程中经济成本较高。航改型燃机噪声的出现主要是由于压气机、燃烧室、动力涡轮运行过程中，燃料燃烧后高温气流推动动力涡轮高速旋转。在燃烧的过程中，燃烧室内出现的噪声以动力涡轮的噪声为主。高频噪声与低频噪声均说明设备可能存在潜在的运行异响情况，会影响燃机运行的可靠性。1.2高温部件在设备运行过程中，燃烧产生的高温会对部分高温部件产生影响。高温状态下，高温部件可能会出现裂纹、蠕变、腐蚀等现象。在此类部件问题无法得到有效控制或者更换的情况下，高温部件可能会发生设备故障。在进行燃机运行可靠性管理的过程中，要不断观察与监测高温部件的状态，从而更好地管理高温组件状态，严格规避可能出现的风险，确保高温部件运行可靠性，减少其对燃机运行稳定性的影响。2燃机故障的常见诊断手段2.1专家系统诊断方式故障诊断专家系统需要在理论基础的支撑下，根据自身故障诊断经验与实际设备故障情况进行诊断。专家系统要结合实际设备故障分析故障原因，以实现对相关故障信息、资料的汇总与收集，从而进行科学判断。在燃机故障诊断过程中，要先认识燃机的复杂性，科学分析燃机元件，从而高效判断燃机故障1。在燃机故障解决过程中，专家系统要汇总既往相关数据，梳理故障问题，进而解决问题。一般来讲，专家系统具有较强的智能化、自动化特点，能够依据理论知识完善相关推理机制，构建专家知识库。推理机制属于专家系统的核心。通过与理论知识数据库、燃机模型等模块的融合，实现对燃机系统故障的认识。理论知识数据库的构建不仅包含基础理论现 代 制 造 技 术 与 装 备1022023 年第 9 期总第 322 期知识，还包含专家系统所识别记录的故障内容。因此，在实际故障诊断过程中，通常可以对设备故障等运行不可靠因素进行更加准确的诊断。根据设备故障类型的不同，专家诊断系统一般将其分为两类，一是设备无法正常开机运行，二是设备运行异常。以此为前提，专家诊断系统要根据事实依据判断故障情况。2.2神经网络诊断利用神经网络诊断方式进行故障诊断具有诸多优势。第一，网络具有记忆性，可摸查近期燃机设备故障及其相关性运行问题，同时判断其与设备故障的相关性。第二，神经网络诊断需要构建神经网络模型，具有较好的容错能力。第三，神经网络诊断能够根据故障发生前的部分部件运行问题，判断是否需要启动程序。第四，故障诊断过程中，神经网络诊断无须进行复杂计算即可识别故障源，同时能够基于故障问题提供诊断。第五，神经网络诊断能够对多种类型不同程度的故障进行智能诊断，具备参数识别能力，在燃机故障诊断中具有较高的价值。神经网络诊断具有较强的学习能力，能够基于事实问题与网络端口不断充实自我神经网络数据库，从而在网络数据中提取有用的知识，自行训练网络进行强化。神经网络在故障诊断过程中需要技术人员手动输入合适的参数样本，以确保网络诊断效果。在应用神经网络诊断方法的过程中，需要有效处理数据，这是这一诊断方法的重要功能与价值体现。神经网络诊断具有较强的自我学习能力、自适应能力，具备联想能力，可以将数据库内不同的知识进行联想利用，进而为故障诊断提供高质量的条件。2.3混合智能故障诊断混合智能故障诊断属于神经网络诊断与专家系统诊断的融合，集两种诊断技术的优势于一体。混合智能故障诊断能够弥补以上两种诊断方式的不足，因此在具备双技术优势的前提下，故障诊断成功率更高，且判断精准性明显提升。从实际工作来讲，燃机出现故障后，专家系统能快速响应，结合故障类型与经验知识进行故障排除，得出燃机故障因素及其诊断措施2。混合智能故障诊断模式下这一响应机制更加完善，不仅能够确定故障源，还能判断相似故障成因，为技术人员提供充足的检修工作建议。燃机自身设备构成具有复杂性、专业性，使得燃机故障具有多样性与不确定性。为更加有效地诊断与检修燃机故障，技术人员要不断增强自身专业能力，采用专业知识排除故障。在故障诊断的过程中，技术人员要秉持专业、规范的逻辑思维与创新思维，减少主观性判断，综合各类因素分析数据，从而诊断燃机故障。此类诊断能够最大限度地减少技术人员对故障检修工作的因素，是控制故障诊断干扰的关键，对提升故障诊断精准性至关重要。3燃机可靠性运行对策3.1定期检修在燃机运行过程中，要定期检修燃机设备，随时监测与处理各类风险，确保燃机设备运行质量。燃机燃烧过程中，燃烧室与燃机透平叶片之间的高温烟气通道为定期检修的重点。在高温烟气通道中，高温部件在相对恶劣的环境中可能会出现不同程度、不同类型的问题，因此在定期检修的过程中要不定期更换高温烟气通道零件。技术人员要测量高温烟气通道部件的尺寸、磨损情况，记录高温部件的更换时间，分析各类高温部件检修数据，利用数据预估高温部件检修时间，预判缺陷发展趋势，更好地帮助技术人员制定检修方案。实际检修工作过程中，火箭筒与透平之间的高温零件会出现移动，这主要是由于外缸的冷却作用。在高温部件出现相互移动的情况下，滑动接头可能会出现移动现象。现有技术手段无法使内部部件跟随高温出现热膨胀，因此在内部部件使用过程中会出现由于摩擦力、疲劳引起的磨损。检修过程中要定期记录磨损情况，从而设计科学的补救措施规避。在日常检修过程中，检修人员要保障自身专业的检修能力，不断完善检修知识体系，高质量地参与检修工作。燃机的检修工作具有较强的专业性，要求检修人员不断探索检修技术，应用高质量的检修技术进行检修作业3。此外，检修中需要把控检修环境，确保检修工作质量。检修人员在执行相关操作的过程中，要撰写检修报告，记录检修结果和相关数据。3.2冷却系统冷却系统的目的是保障系统在运行期间处于安全的温度范围。燃机通过水冷却的方式进行冷却，因此在系统运行过程中要关注燃机温度工况，确保系统运103工 艺 与 装 备行效率。一般来讲，冷却系统进口水温与燃机工况温度一致。为有效控制燃机系统运行温度，要重视对冷却系统的管理。高温水在经过燃机系统流出后会进入温控阀，温控阀在降低水温后会重新将高温水导入水泵回到燃机系统。在燃机系统温度过高的情况下，需要在温控阀降低水温后将高温水流入换热器，经风冷系统进行冷却。冷却系统主要是在水泵和换热器之间进行温度交换流动，同时在风冷装置的帮助下实现冷却，是减少热损耗的重要途径。3.3控制燃机噪声燃机噪声的出现原因多样，但是在实际燃机运行过程中，燃机本体产生的噪声会遮盖燃机零件异响等问题。受燃机设计理念的影响，燃机设计未强调噪声控制，是导致各结构、零部件问题难以及时发现的关键，需要技术人员在日常工作中进行优化。对于零部件导致的噪声问题，可选择零部件替换的方式解决。在燃机零部件材料选择中，要挑选具有减震、防震功能的材料。动力涡轮在运行中也会出现噪声问题，可在壳体与排气蜗壳之间采用隔声层，或者直接在壳体外使用保温材料进行二次包裹，在实现保温隔热的情况下减少噪声4。喘振噪声需要安装防喘可转导叶，或者防止防喘放气阀等装置。零部件之间出现的磨损噪声一般能够通过使用润滑剂、更换润滑轴承来减小。3.4燃机燃油分离机故障在燃油分离机运行过程中，一般排渣口属于关闭状态，只有在排查排渣口的过程中才会打开。分离机在进行排渣的过程中，进水电磁阀要处于关闭状态，压缩空气推动槽锁水活塞向上运动。在这一运动过程中水室供应量会不断增长，且存在水压。燃油分离机故障以假象排渣故障、转筒故障和排渣故障为主。假象排渣故障主要由于燃油分离机清洗后表面润滑不足、分离机整体运行时间过长导致，要求技术人员在进行相关检修的过程中不断细化工作，减少不必要的问题。转筒故障的出现同样具有可规避性。在实际应用过程中，燃油分离机的转筒故障容易被发现，主要表现为电机在运行过程中电流不断变大，排渣口向渣箱排放处理工质。在燃油分离机运行过程中，能够清楚听到工质的流动声5。实际操作过程中，如果应用的水源正常且水质良好，通常是因为滑动底盘上的 O 形圈密存在问题，导致操作水发生泄漏或者操作滑盘上的喷嘴发生堵塞而造成。排渣故障是指无法有效进行排渣。在燃油分离机运行过程中，作业过程无明显的排渣声响，无法有效排渣，是燃油分离机的常见问题。这一故障判断较为复杂，对技术人员有较高的要求。4结语燃机运行可靠性与发电效益具有相关性，在燃机设备运行故障停机的情况下，会对社会用电造成影响。在燃机运行过程中，要不断探索燃机设备运行故障及技术手段，形成燃机运行可靠性方案，从根本上确保燃机运行稳定性，提高发电效率。从未来趋势来讲，电力能源供应需要不断加大燃机机组投入，要求相关技术人员提升自我工作意识及专业水平，从而更好地参与燃机运行可靠性的保障工作。参考文献1 于芮.燃机电厂信息网络安全防护技术及应用 J.网络安全和信息化，2023（7）：48-50.2 王艺，游健.2 号机组燃机分散度高 RB 事件检查分析 J.电工技术，2023（10）：183-185.3 吴小田，周宏林，蒋林，等.燃机静止启动变频器控制中的几个关键问题 J.电力电子技术，2023（3）：53-55.4 谢凡，王建梁，周晔.“双碳”背景下 F 级燃机热通道部件的维修关键技术自主化研究J.山西电力，2022（6）：32-35.5 王天伦.联合循环电站燃气轮机调试运行问题和建议 J.大众标准化，2022（24）：160-162.