燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行與維修技術(shù)推廣研究

吳航

摘要：隨著我國工業(yè)化程度的不斷加深，作為促進(jìn)生產(chǎn)效率增長的燃?xì)廨啓C(jī)不但被廣泛使用，其應(yīng)用技術(shù)與維修技術(shù)也在不斷獲得新的突破。由于燃?xì)廨啓C(jī)的本質(zhì)是機(jī)器，在長時間運(yùn)行后難免會出現(xiàn)種種故障，不但會影響到正常生產(chǎn)，還有可能威脅到人們的生命安全。因此，本文對燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行及其維修技術(shù)進(jìn)行了深入分析，對現(xiàn)存問題進(jìn)行了探究，并根據(jù)問題提出了相應(yīng)的建議，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)行業(yè)及技術(shù)人員提供一些理論依據(jù)。

Abstract： With the development of industrialization in our country， gas turbine is not only widely used to promote the growth of production efficiency， but also gets new breakthrough in its application and maintenance technology. Because the nature of gas turbine is a machine， after a long period of operation there will inevitably be various failures， which will not only affect the normal production， but also may threaten people's life safety. Therefore， this paper makes an in-depth analysis of the operation and maintenance technology of gas turbine， probes into the existing problems， and puts forward corresponding suggestions according to the problems， hope to be able to provide some theoretical basis for the relevant industry and technical personnel.

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī);運(yùn)行;維修技術(shù)

Key words： gas turbine;operation;maintenance technology

中圖分類號：U464.37???????????????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A????????????????????????????????? 文章編號：1674-957X（2021）21-0158-02

0? 引言

燃?xì)廨啓C(jī)在實(shí)際應(yīng)用過程中不僅能夠促進(jìn)生產(chǎn)效益的提升，還能達(dá)到節(jié)能減排的效果，因此具有較強(qiáng)的可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢。同時，該機(jī)器對于空間要求并不高，在很大程度上減少了企業(yè)的成本支出。另外，相較于傳統(tǒng)機(jī)器而言，燃?xì)廨啓C(jī)還具有較強(qiáng)的安全性，能夠在一定程度上保障生產(chǎn)人員的人身安全。就目前而言，我國燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，工藝流程也越來越復(fù)雜，在此背景下，燃?xì)廨啓C(jī)的制造與設(shè)計問題也開始逐漸暴露出來。與此同時，由于維修技術(shù)與維護(hù)保養(yǎng)措施的不完善，使得燃?xì)廨啓C(jī)的實(shí)際運(yùn)行效率低于理論設(shè)計值。因此，如果不對燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行及其維修保養(yǎng)措施進(jìn)行深入研究，將難以發(fā)揮出燃?xì)廨啓C(jī)的有效價值。

1? 燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行簡介

就燃?xì)廨啓C(jī)而言，其運(yùn)行過程并不復(fù)雜，主要有五步，其一是利用自身的壓氣機(jī)吸入空氣增加壓力等級;其二是輸送增壓后的空氣與燃料充分燃燒;其三燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓氣體推動燃?xì)廨啓C(jī)核心部分—渦輪運(yùn)轉(zhuǎn)。由于壓氣機(jī)的啟動過程比較緩慢，因此，在應(yīng)用燃?xì)廨啓C(jī)時，操作人員需要注意，在啟動燃?xì)廨啓C(jī)時應(yīng)當(dāng)花費(fèi)一定時間，需要等到燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)化得到機(jī)械功率超出壓氣機(jī)消耗的機(jī)械功率，方可進(jìn)行操作。

2? 燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行過程中故障的診斷方法

2.1 專家系統(tǒng)診斷? 專家系統(tǒng)診斷法是在燃?xì)廨啓C(jī)出現(xiàn)故障后人們較常使用的方法之一。該方法適用性較廣，往往不會對機(jī)器進(jìn)行拆裝。應(yīng)用該方法之前，維修人員需要詳細(xì)記錄燃?xì)廨啓C(jī)在使用過程中曾出現(xiàn)過的各種故障，并對故障及處理措施進(jìn)行分類匯總。簡而言之，該方法就是利用過往經(jīng)驗(yàn)對未來發(fā)生的相似故障進(jìn)行處理，該方法的顯著優(yōu)勢在于簡便快捷，維修人員能夠在短時間內(nèi)解決機(jī)器故障。其缺陷在于難以有效處理以往未發(fā)生過的新問題，并且該缺陷還會在一定程度上降低維修人員的維修效率。與此同時，如果在此過程中發(fā)生了誤判，不但會降低維修質(zhì)量和效率，還極有可能會導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)無法正常運(yùn)行。

2.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)診斷? 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)診斷法的關(guān)鍵核心點(diǎn)是溯源，在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)診斷法應(yīng)用的過程中，維修人員主要需要通過故障的表現(xiàn)形式判斷燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)生故障的具體部位，并通過該部位的檢修達(dá)到消除故障的目的。該方法的應(yīng)用優(yōu)勢主要有三個，其一是故障部位發(fā)現(xiàn)較準(zhǔn)確;其二是容錯率較高;其三是能夠通過關(guān)聯(lián)記憶提高檢修效率。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)診斷法也暴露出了較多的問題，具體如下：①難以處理系統(tǒng)內(nèi)部故障。通常情況下，系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生故障后往往不會有較明顯的外部表現(xiàn)。該情況不但會使維修人員難以通過故障的表現(xiàn)形式探尋故障的具體發(fā)生部位，還極有可能使維修人員難以發(fā)現(xiàn)機(jī)器已經(jīng)出現(xiàn)故障。②花費(fèi)時間較長。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)診斷法的運(yùn)行過程主要分為三步，其一是發(fā)現(xiàn)故障的表現(xiàn)形式;其二是分析故障產(chǎn)生的原因;其三是判斷故障發(fā)生部位。在上述三個步驟中，每個步驟都會較多時間。因此，利用該方法檢修故障時，往往會花費(fèi)維修人員較多的時間。③容易導(dǎo)致誤判。如果機(jī)器同時發(fā)生多種故障，將會產(chǎn)生較復(fù)雜的表現(xiàn)形式，并對維修人員的判斷產(chǎn)生較大干擾。

2.3 混合智能故障診斷? 燃?xì)廨啓C(jī)的檢修工作比較復(fù)雜，主要體現(xiàn)在兩方面，其一是機(jī)器型號多;其二是每個機(jī)組的使用參數(shù)差異較大。為保證檢修工作更加科學(xué)合理及檢修結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠，可以將專家系統(tǒng)診斷法與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)診斷法相結(jié)合，形成混合型診斷法。該方法能夠充分結(jié)合上述兩種方法的優(yōu)勢，在提高維修人員工作效率的同時，也能提高其工作質(zhì)量。但由于使用特殊參數(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)的數(shù)量及種類較少，使得該方法的適用對象有限。

總而言之，每種方法都具有明顯的優(yōu)缺點(diǎn)，同時，每種方法之間也能形成互補(bǔ)關(guān)系。因此，在實(shí)際檢修過程中，維修人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行綜合判斷，詳細(xì)考慮各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合使用各種方法對燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行科學(xué)的檢修。

3? 燃?xì)廨啓C(jī)的常見故障

通常情況下，引起燃?xì)廨啓C(jī)非正常運(yùn)轉(zhuǎn)的原因主要有一個，即高溫。由于高溫通常會對長時間運(yùn)行的機(jī)器部件造成不同程度的損傷，并進(jìn)而造成各種機(jī)器故障。因此，筆者主要對該類情況進(jìn)行了探討。

3.1 燃機(jī)部件的熱疲勞?? 由于熱應(yīng)力的影響，燃?xì)廨啓C(jī)的部分零件常常會處于冷熱交替的狀態(tài)下，容易對零件造成不同程度的形變或其他類型的損傷。同時，在長期運(yùn)行下，熱疲勞現(xiàn)象也難以避免。除此之外，燃?xì)廨啓C(jī)的零件還會經(jīng)歷三個會造成其損傷的過程，其一是提速;其二是負(fù)載運(yùn)行;其三是停止運(yùn)行。由于每個過程都會產(chǎn)生不同程度的熱量，使得零件受到的損傷也各不相同。

3.2 燃機(jī)部件發(fā)生蠕變? 正常情況下，燃?xì)廨啓C(jī)開始工作后，其內(nèi)部便會長期處于高溫狀態(tài)。在此情況下，燃?xì)廨啓C(jī)的內(nèi)部零件便會發(fā)生質(zhì)地改變。與此同時，燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部的高壓環(huán)境也會使零件的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生脆化，進(jìn)而發(fā)生蠕變。

3.3 燃機(jī)部件的氧化和腐蝕? 零件的正常與否對燃?xì)廨啓C(jī)能否正常運(yùn)行具有極大的影響，為防止出現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部零件因高溫高壓而發(fā)生氧化、腐蝕的現(xiàn)象，人們往往會在使用零件之前在零件表面涂抹充足的保護(hù)涂層。但在燃?xì)廨啓C(jī)的長期運(yùn)行后，保護(hù)涂層會逐漸消失，使零件失去保護(hù)，進(jìn)而產(chǎn)生氧化和腐蝕現(xiàn)象。

4? 燃?xì)廨啓C(jī)高溫部件的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)推廣

4.1 通過內(nèi)窺鏡檢查? 內(nèi)窺鏡是工作人員充分了解燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部零件運(yùn)行狀態(tài)的有效工具，其具體作用主要有兩個，其一是掌握零件保護(hù)涂層的狀況;其二是觀察零件是否出現(xiàn)形變和氧化。如果沒有內(nèi)窺鏡，工作人員將難以詳細(xì)掌握燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部零件的具體狀況。同時，在出現(xiàn)故障后，工作人員也難以制定科學(xué)合理的維修計劃，從而有效阻止故障問題進(jìn)一步擴(kuò)大。另外，加裝內(nèi)窺鏡還具有兩大優(yōu)勢，其一是降低維修支出;其二是防止工作效率降低。

4.2 在線運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測? 在線實(shí)時監(jiān)測燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行參數(shù)，能夠有效幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)是否出現(xiàn)故障。如果運(yùn)行參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)并沒有較大差異，則能說明機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)較好。如果發(fā)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)變化參照預(yù)定方案，及時對燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，防止出現(xiàn)因跳閘等原因?qū)е氯細(xì)廨啓C(jī)無法工作的現(xiàn)象。

5? 優(yōu)化燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行效果的有效策略

5.1 提高燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)吸入空氣的質(zhì)量和流量? 通常情況下，如果燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)吸入的空氣雜質(zhì)較少，燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪葉片便不會出現(xiàn)較嚴(yán)重的損耗。為防止空氣質(zhì)量降低，可以利用空氣過濾器有效消除空氣中的雜質(zhì)，從而使壓氣機(jī)能夠長期吸入質(zhì)量較高的空氣。在此過程中，工作人員需要注意濾芯的更換頻率。一旦發(fā)現(xiàn)濾芯難以有效過濾空氣，應(yīng)及時進(jìn)行更換，不能為節(jié)省較少的成本而導(dǎo)致更大的零件成本支出。另外，工作人員還應(yīng)當(dāng)注意壓縮機(jī)的喘振現(xiàn)象，如果發(fā)生該現(xiàn)象，則說明空氣流量不足，需要在入口處采取措施增大空氣流量，從而防止出現(xiàn)因壓力失衡導(dǎo)致機(jī)器故障的現(xiàn)象。

5.2 選擇合適燃料，控制燃燒溫度及燃料中含有的雜質(zhì)? 燃料選擇的恰當(dāng)與否對燃?xì)廨啓C(jī)能否長期正常運(yùn)行具有較大影響，如果燃料雜質(zhì)過多，將會直接導(dǎo)致噴嘴損耗。例如重油燃料，該類燃料在燃燒后會產(chǎn)生較多的顆粒物，該類雜質(zhì)會在運(yùn)輸過程中磨損機(jī)器，直接影響機(jī)器的調(diào)節(jié)功能，并進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)器故障。除此之外，選擇燃料時還應(yīng)考慮天氣因素，如果天氣過于潮濕，燃料將有可能因空氣濕度過大而出現(xiàn)燃燒不充分的現(xiàn)象。

5.3 控制啟動和跳閘次數(shù)? 如果燃?xì)廨啓C(jī)頻繁出現(xiàn)跳閘或重啟現(xiàn)象，其使用壽命將會因此大幅縮短。因此，工作人員在操作時應(yīng)保證操作行為完全符合操作規(guī)范。

6? 燃?xì)廨啓C(jī)的養(yǎng)護(hù)與維修

6.1 制定詳細(xì)的日常養(yǎng)護(hù)計劃? 由于燃?xì)廨啓C(jī)的型號種類較多，在制定燃?xì)廨啓C(jī)的日常養(yǎng)護(hù)計劃時，工作人員應(yīng)當(dāng)詳細(xì)了解燃?xì)廨啓C(jī)的型號特點(diǎn)及適用于該型號的養(yǎng)護(hù)方法，從而制定出可行性較高的養(yǎng)護(hù)計劃。具體而言，養(yǎng)護(hù)計劃的內(nèi)容主要有四個，其一是日常巡查;其二是日常記錄;其三是故障診斷;其四是結(jié)果分析。

6.2 確定燃?xì)廨啓C(jī)檢修周期? 燃?xì)廨啓C(jī)的檢修周期主要分為三種，其一是小修;其二是中修;其三是大修。具體而言，小修的檢修周期不能大于一年，中修的檢修周期不能大于四年，大修的檢修周期不能大于八年。通常情況下，為保證燃?xì)廨啓C(jī)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行，在燃?xì)廨啓C(jī)開始工作后，工作人員往往會在第一年進(jìn)行一次小修，在第三年進(jìn)行一次中修，在第六年進(jìn)行一次大修。小修時，主要檢修內(nèi)容有兩個，其一是設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài);其二是零件的損耗。中修時，主要檢修對象是燃燒室和渦輪，具體內(nèi)容有兩個，其一是過渡段和噴嘴的狀況;其二是一級導(dǎo)向葉片和動力葉片的損耗。大修時，工作人員需要對機(jī)器進(jìn)行全面細(xì)致的檢修，替換內(nèi)部各部分損耗的零件。

7? 結(jié)語

綜上所述，在日益提倡環(huán)保的今天，燃?xì)廨啓C(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用將能極大改善我國的工業(yè)污染狀況，為我國工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來巨大幫助。但由于在燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用過程中出現(xiàn)了種種問題，還需要對其運(yùn)行及維修技術(shù)進(jìn)行不斷的深入研究，從而最大限度的降低故障發(fā)生的概率，進(jìn)一步保證燃?xì)廨啓C(jī)能夠長期穩(wěn)定的運(yùn)行。

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