GE重型燃气轮机的运行和维护说明

GER-3620K.重型燃气轮机的运行和维护说明南京汽轮电机(集团)有限责任公司代号GER-3620K代替共60页第1页南京汽轮电机（集团）有限责任公司重型燃气轮机的运行和维护说明书1磁盘（带号）底图号旧底图号归档签名简要说明文件代号页次数量标记编制丁亚娟2006.08校核审核庄威2006.12会签标准审查审定批准2目录概述………………………………………………………………………..4维护计划………………………………………………………………………..4燃机维护特点………………………………………………………………………..5孔探仪检查.……………………………………………………………………….6影响维护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燃烧温度………………………………………………………………………..11注水/汽.………………………………………………………………………..12循环运行的影响………………………………………………………………………..13热通道零件………………………………………………………………………..13转子部件………………………………………………………………………..17燃烧室系统零件………………………………………………………………………..19非额定频率运行………………………………………………………………………..20空气质量………………………………………………………………………..22润滑油清洁度………………………………………………………………………..23进口湿度………………………………………………………………………..23维护检查………………………………………………………………………..24备用停机检查………………………………………………………………………..25在线检查………………………………………………………………………..25负荷和排气温度的关系………………………………………………………………………..26振动水平………………………………………………………………………..26燃料流量和压力………………………………………………………………………..26排气温度及分散度变化………………………………………………………………………..26启动时间………………………………………………………………………..26惰走时间………………………………………………………………………..26快速冷却………………………………………………………………………..27燃烧系统检查………………………………………………………………………..27热通道检查………………………………………………………………………..28大修………………………………………………………………………..30备件计划………………………………………………………………………..32检查周期………………………………………………………………………..33热通道检查周期………………………………………………………………………..33转子检查周期……………………………………………………………………….35燃烧室检查周期………..……………………………………………………………….363人力规划………………………………………………………………………..38结论………………………………………………………………………..39参考文件………………………………………………………………………..40感谢………………………………………………………………………..41附录………………………………………………………………………..42修改记录………………………………………………………………………..58图形清单………………………………………………………………………..594概述对于重型燃气轮机用户来说，机组维护费用和机组可用性是昀关注的两个问题。因此，必须制定一个能优化用户费用并昀大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机组应用、运行和维修人员的技术水平、设备制造厂有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维护，重点关注检查类型和影响维护计划表的运行因素。一个好的维护计划将昀大程度体现机组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所有重型燃机；如MS3000，5000，6000，7000和9000系列。但以MS7001EA为示例介绍。实际机组的具体问题应该联系GE现场代表。维护计划对于公用电力、工业、孤网电力发展来说，必须有计划地制定维护计划，以缩短用户停机时间。正确执行计划维护和检查也有助于减少强迫停机次数、提高启动可靠性，并减少非计划检修停机时间。影响维护计划过程的主要因素见图1，用户的运行模式和实际情况将决定每个因素的比重。燃机维修时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、端盖、燃料喷嘴组件、联焰管、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重型燃机的基本设计和推荐维护计划见下：◆检查和大修之间的昀大时间间隔。◆定点现场检查和维护。◆使用当地的技术力量进行拆卸、检查和复装。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，维护明显归结于五个基本系统：控制和辅助系统、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机，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，这些要求有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。这种运行维护手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，并帮助改善机组的运行、维护、安全性、可靠性。这些建议应该在维护计划中全面考虑。从费用和机组可用率立场两方面来看维护的有效性，用户必须了解其运行计划和机组应用，设备制造厂关于检查的类型和次数、备件计划、以及影响机组设备运行和寿命等主要因素之间的关系。下面每一项将被详细讨论。5图1影响维护计划的关键因素图2影响停机的5个主要系统燃机设计维护特点GE重型燃机被设计成可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。下面是燃机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，不移动转子来检查或替换，压气机上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，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。有些机组，后面级的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矩称量并由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。◆所有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。◆所有气封和轴封与主轴承座和缸体结构分开，这样容易拆卸或替换。◆在大多设计中，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、冷却器的所有主要辅助设备均是分立组件的，便于检查或维护。必要时可以个别替换。GE重型燃气轮机的检查辅助接口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6特殊程序提供目测和一些关键的内部气通道结构的间隙测量。这些程序包括气流通道孔探仪检查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、测试和认可过程是为了安全可行和经济运行，能保证合适的平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面影响，使用非GE批准的部件、修复或维护会有重大的风险。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、运行和维护等条件。并与GE推荐的操作说明手册和维护程序一致。孔探仪检查通过使用孔探仪及检修孔，压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目测检查。孔探仪可以通过这些径向的检修孔，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型燃机见附录E。图3MS7001E燃机孔探仪检查位置示意图孔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提供了在基准型检查中，计划孔探仪检查的推荐间隔。这些孔探仪检查间隔取决于机组的运行方式，并可以根据运行状态、所用燃料和先前检查结果来调整。孔探仪检查燃气和馏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查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查的监控程序，有助于确定计划停机时间并提前安排零部件维修计划，从而减少维护费用，提高机组的可用率和可靠性。7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/汽量都是决定维护间隔期的关键因素，因为这些因素直接影响燃机部件的寿命。·循环影响·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，昀大推荐维护间隔的基本工作状态：没有注水/汽，燃用气体燃料且为连续运行。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，维护因数为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因为不同的工作状态，燃机以不同方式损耗，见图6。机械热疲劳是调峰设备主要的寿命限制因素，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。因此，GE分别统计燃机起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，推荐的检查间隔由起动次数和运行小时数建立的矩形来定义。此推荐符合预期寿命设计要求，而且对有关部件已经过核实，允许在下一个间隔内连续运行，故出现故障的风险低。·持续基荷运行场合——断裂——蠕变变形——高周疲劳——浸蚀——氧化——腐蚀——摩擦/损耗——异物损伤·循环负荷运行场合——机械热疲劳——高周疲劳——摩擦/损耗——异物损伤图6损耗原因——热通道零件其他制造商有时选择的替代方案是将起动周期转变为当量运行小时数（EOH），并以运行小时数确定检查周期，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频繁。仍以图7为例，沿着左上角到右下角画一条对角线，起动次数和运行小时数的“矩形”减半，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MS7001EA机组在没有注水或汽、基本负荷运行，气体燃料环境下，该机组每年运行4000小时并且起停300次，按照GE的方法，根据启动次数极限值准则，应在运行四年后对热通道8进行检查。而根据当量运行小时数准则，机组在运行2.4年后检查热通道。类似的，对一台每年运行8000小时和起停160次的持续基荷运行机组来说，按照GE的方法，根据运行小时数的极限值准则，应在运行3年后检查热通道。但按照当量运行小时数准则，在2.1年后检查热