基于西門子V94.3A型燃?xì)廨啓C(jī)大修研究

劉 楊，李旭光

(華能河南中原燃?xì)獍l(fā)電有限公司，河南 駐馬店 463000)

燃?xì)廨啓C(jī)大修是依據(jù)與制造商簽訂的長期服務(wù)協(xié)議合同或變更訂單，對(duì)設(shè)備零部件的全面解體檢查和修理，主要包括壓氣機(jī)葉片檢查、透平葉片更換、轉(zhuǎn)子解體、軸承檢查、壓氣機(jī)和透平內(nèi)缸噴砂、壓氣機(jī)葉片噴涂和燃燒器清洗等工作。修前，結(jié)合燃?xì)廨啓C(jī)[1]歷次檢修與運(yùn)行狀況，提前做好規(guī)劃和安排，保證大修進(jìn)度和質(zhì)量；大修中開展技術(shù)升級(jí)改造；修后開展冷熱態(tài)調(diào)試、燃燒調(diào)整和轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，改變?nèi)細(xì)廨啓C(jī)性能劣化趨勢(shì)，提高設(shè)備可靠性、出力和效率。

1 維護(hù)服務(wù)模式

燃?xì)廨啓C(jī)維護(hù)服務(wù)模式主要包括長期維護(hù)服務(wù)、菜單合約和運(yùn)維一體化模式。長期維護(hù)服務(wù)模式(LTP)是維護(hù)商負(fù)責(zé)用戶燃?xì)廨啓C(jī)的項(xiàng)目管理，主要包括熱通道部件、非全部雜項(xiàng)硬件、在線遠(yuǎn)程診斷及計(jì)劃檢修服務(wù)等，從而保證機(jī)組具有更高可用率和可靠性。菜單合約模式(OPSA)是具有排他性的框架式長期服務(wù)合同，維護(hù)商提供產(chǎn)品和服務(wù)項(xiàng)目價(jià)格清單，用戶自主選擇并制定實(shí)施燃?xì)廨啓C(jī)檢修計(jì)劃。運(yùn)維一體化模式(O&M)是維護(hù)商全面負(fù)責(zé)電站的生產(chǎn)工作，保障機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

目前，我國仍未完全掌握燃?xì)廨啓C(jī)核心技術(shù)，西門子燃?xì)廨啓C(jī)維護(hù)普遍采用LTP方式。相對(duì)OPSA而言，LTP是交付性質(zhì)的長期服務(wù)合同，它具有全程無縫質(zhì)保的特點(diǎn)和更全面的賠償條款，同時(shí)可避免燃?xì)廨啓C(jī)大修時(shí)年度大規(guī)模虧損的風(fēng)險(xiǎn)。O&M費(fèi)用較高，此模式僅有國外部分機(jī)組采用。在我國燃?xì)廨啓C(jī)的管理、維護(hù)、檢修和運(yùn)行等技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，燃?xì)廨啓C(jī)必將實(shí)現(xiàn)運(yùn)維自主化。

2 大修準(zhǔn)備與規(guī)劃

燃?xì)廨啓C(jī)常規(guī)大修的整個(gè)周期約60天，其中轉(zhuǎn)子解體檢修30天，冷態(tài)調(diào)試3天，燃燒調(diào)整5天。依據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)長期維護(hù)服務(wù)協(xié)議合同，大修一般提前12個(gè)月開始規(guī)劃，包括但不限于檢修場(chǎng)地確認(rèn)、工器具檢查、檢修人員準(zhǔn)備、備品備件清點(diǎn)與申報(bào)以及技術(shù)改造的選擇等[2]。

2.1 檢修場(chǎng)地

燃?xì)怆娬揪哂姓嫉孛娣e小的特點(diǎn)，而燃?xì)廨啓C(jī)大修時(shí)拆卸零部件較多，同時(shí)需開展燃燒器超聲波清洗、內(nèi)缸噴砂等工作，檢修場(chǎng)地合理布置尤為重要。21世紀(jì)初期，我國第2批打捆招標(biāo)引進(jìn)西門子F級(jí)機(jī)組，在電站基建期間未考慮轉(zhuǎn)子解體所需條件，轉(zhuǎn)子檢修時(shí)需外送解體檢查。燃?xì)廨啓C(jī)大修包括轉(zhuǎn)子解體檢修場(chǎng)地和廠內(nèi)檢修場(chǎng)地。

燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子外送解體場(chǎng)地，行車主鉤提升高度應(yīng)不低于21.8 m、載荷不少于130 t，行車下方3.5 m×3.5 m空地安裝轉(zhuǎn)子翻轉(zhuǎn)工具支座。轉(zhuǎn)子解體檢修時(shí)應(yīng)豎立，需搭設(shè)5 m×5 m×12 m腳手架，同時(shí)在腳手架1 m、3 m、5 m和7 m平臺(tái)開展檢修工作。若轉(zhuǎn)子解體檢修場(chǎng)地距離廠內(nèi)檢修場(chǎng)地較遠(yuǎn)，建議輪盤和壓氣機(jī)葉片噴涂安置在轉(zhuǎn)子解體場(chǎng)地，噴涂需在20 m×15 m×4.5 m的封閉空間內(nèi)進(jìn)行。

電站主廠房沿氣流方向右側(cè)0 m、4.5 m作為零部件主存放場(chǎng)地，但應(yīng)在廠房門內(nèi)考慮轉(zhuǎn)子臨時(shí)存放及運(yùn)輸場(chǎng)地；主廠房左側(cè)4.5 m可作為部分零部件存放場(chǎng)地，同時(shí)另一臺(tái)燃機(jī)主廠房同樣可作為零部件存放場(chǎng)地。燃?xì)廨啓C(jī)大修，燃燒器清洗可在化學(xué)制水車間開展，內(nèi)缸噴砂需選擇有備用電源的空曠場(chǎng)地，拆卸的保溫可存放在余熱鍋爐入口煙道下部地面，檢修用4個(gè)集裝箱可放置在余熱鍋爐煙囪附近。

2.2 檢修工器具

燃?xì)廨啓C(jī)大修時(shí)，將用到大部分OEM工具，主要有壓氣機(jī)葉頂間隙測(cè)量裝置、IGV角度測(cè)量器、推力軸承拆卸專用工具、轉(zhuǎn)子配重專用工具、壓氣機(jī)軸承裝配裝置、中間軸支撐工具、透平軸承裝配裝置、排氣擴(kuò)壓器裝配裝置、氣缸支撐專用工具、轉(zhuǎn)子拆卸裝置、轉(zhuǎn)子專用吊裝裝置、透平軸承缸裝配工具和轉(zhuǎn)子支撐裝置等。同時(shí)，維護(hù)商將提供部分專用檢修工具，如轉(zhuǎn)子支撐支座、轉(zhuǎn)子翻轉(zhuǎn)裝置和輪盤支撐裝置等工器具。電站應(yīng)做好OEM工具的檢查、維護(hù)和試驗(yàn)，特別是轉(zhuǎn)子專用吊裝裝置的保養(yǎng)和試驗(yàn)工作。

在大修過程中，轉(zhuǎn)子外送解體場(chǎng)地需準(zhǔn)備8 t叉車(帶伸長臂)運(yùn)輸轉(zhuǎn)子輪盤，3 t電動(dòng)叉車運(yùn)輸噴涂葉片，16 t汽車吊裝卸集裝箱；130 t行車的檢驗(yàn)證明和載荷試驗(yàn)報(bào)告(有效期2年)；用于噴涂的390 V、180 kW電源和0.8 MPa、10 m3/min移動(dòng)式空氣壓縮機(jī)。廠內(nèi)檢修場(chǎng)地準(zhǔn)備8 t叉車(帶伸長臂)運(yùn)輸檢修專用工具，3 t叉車運(yùn)輸檢修零部件等，16 t汽車吊裝卸集裝箱；主廠房行車的檢驗(yàn)證明和120 t載荷試驗(yàn)報(bào)告(有效期2年)。電站應(yīng)準(zhǔn)備貨車用于噴涂葉片等零部件的往返運(yùn)輸，同時(shí)落實(shí)2個(gè)檢修場(chǎng)地附近的機(jī)加工廠，以便于檢修部件的機(jī)械加工。

2.3 檢修人員

燃?xì)廨啓C(jī)大修，涉及到起重、動(dòng)火、受限空間、搬運(yùn)和登高等特殊作業(yè)，人員的組織和安排對(duì)整個(gè)大修[3]的圓滿完成至關(guān)重要。檢修人員包括電站人員、燃?xì)廨啓C(jī)本體服務(wù)人員和附屬系統(tǒng)服務(wù)人員。

燃?xì)廨啓C(jī)本體檢修60人左右，轉(zhuǎn)子外送解體檢修30人左右，大修期間每天兩班制作業(yè)。建議電站要求維護(hù)商明確大修項(xiàng)目唯一負(fù)責(zé)人，避免因溝通不暢而造成返工；同時(shí)電站應(yīng)明確大修現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人，以便及時(shí)協(xié)調(diào)，控制整個(gè)大修的進(jìn)度和驗(yàn)收質(zhì)量。針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子外送解體的情況，應(yīng)至少指定2人在轉(zhuǎn)子檢修現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)，以保證轉(zhuǎn)子解體的順利完成。

2.4 檢修備件

燃?xì)廨啓C(jī)大修備件包括電站庫存和戰(zhàn)略性備件，戰(zhàn)略性備件未包含在燃?xì)廨啓C(jī)長期維護(hù)服務(wù)協(xié)議中，電站大修中可能要用到需要額外采購備件，例如推力瓦、燃燒室外殼L型密封環(huán)、燃燒室內(nèi)殼L型密封環(huán)、燃燒室內(nèi)外殼間密封環(huán)、透平靜葉密封環(huán)段、阻尼環(huán)、中間環(huán)等。大修半年前，電站應(yīng)清點(diǎn)好庫存?zhèn)浼灰罁?jù)機(jī)組運(yùn)行狀況和同類型電站檢修情況采購戰(zhàn)略性備件，以減少大修時(shí)生產(chǎn)費(fèi)用。廠內(nèi)檢修場(chǎng)地應(yīng)保證氧氣、乙炔和氬氣供應(yīng)；轉(zhuǎn)子解體檢修場(chǎng)地應(yīng)保證氧氣、乙炔供應(yīng)，以免影響檢修進(jìn)度[4]。

2.5 技術(shù)改造

大修12個(gè)月前，電站可依據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行狀況與維護(hù)商協(xié)商準(zhǔn)備相關(guān)技術(shù)改造，提高機(jī)組運(yùn)行可靠性。例如：A-SMC改造，提高燃燒穩(wěn)定性；耐熱點(diǎn)火電纜改造，減少點(diǎn)火電纜損壞和提高點(diǎn)火成功率；IGV位置變送器改造，提高IGV動(dòng)作快速性和精確性；透平軸承油管和透平、壓氣機(jī)振動(dòng)測(cè)量線密封改造，減少軸承滲油，防止擋油環(huán)結(jié)焦等。

3 大修常見問題與措施

燃?xì)廨啓C(jī)大修是對(duì)設(shè)備部件進(jìn)行全面的解體檢查[5]。依據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)長期維護(hù)服務(wù)協(xié)議，主要包括轉(zhuǎn)子解體、透平葉片檢查和更換、壓氣機(jī)葉片檢查以及燃燒室金屬瓦塊、陶瓷瓦塊檢查和更換等。

3.1 壓氣機(jī)

燃?xì)廨啓C(jī)大修，主要發(fā)現(xiàn)壓氣機(jī)靜葉有裂紋或葉片鉤磨損，更換存在缺陷的靜葉；動(dòng)葉葉根有裂紋、葉身有缺口或葉片脫落，更換損壞的動(dòng)葉。壓氣機(jī)軸承推力瓦塊磨損或存在裂紋，更換有缺陷推力瓦塊。壓氣機(jī)IGV調(diào)整環(huán)磨損，補(bǔ)焊修復(fù)調(diào)整環(huán)。壓氣機(jī)前四級(jí)葉片涂層脫落，重新進(jìn)行噴涂。

3.2 燃燒室

燃?xì)廨啓C(jī)大修，主要發(fā)現(xiàn)燃燒室外殼與內(nèi)殼上L型密封環(huán)及兩者間密封板磨損、更換損壞的密封部件。預(yù)混燃燒器裝配結(jié)合面磨損，更換無法修復(fù)的預(yù)混燃燒器。燃燒器點(diǎn)火電極破損，更換點(diǎn)火電極。燃燒室內(nèi)部分陶瓷瓦塊有裂紋、金屬瓦塊收縮變形，更換不合格的隔熱瓦塊?；鹧姹O(jiān)測(cè)器圓形襯套磨損，更換圓形襯套。燃燒器燃料通道阻塞，超聲波清洗并做燃燒器通流試驗(yàn)。

3.3 透平

燃?xì)廨啓C(jī)大修，更換透平第1、2、3、4級(jí)動(dòng)葉，以及更換透平第1、2、3級(jí)靜葉，依據(jù)無損檢測(cè)結(jié)果更換第4級(jí)靜葉。主要發(fā)現(xiàn)透平第4級(jí)靜葉內(nèi)圍帶安裝槽磨損，對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。透平軸承箱支撐肋板根部焊縫處有裂紋，對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)焊處理。透平排氣擴(kuò)壓器和排氣擴(kuò)散段間密封圈磨損，對(duì)其進(jìn)行更換。

4 維護(hù)協(xié)議不足與建議

西門子燃?xì)廨啓C(jī)大修，依據(jù)長期維護(hù)服務(wù)協(xié)議，發(fā)現(xiàn)在檢修中產(chǎn)生許多變更訂單，無形中額外增加設(shè)備維護(hù)成本。燃?xì)廨啓C(jī)長期維護(hù)服務(wù)協(xié)議采購，建議電站基建初期采用主設(shè)備與其打捆招標(biāo)，可從本質(zhì)上降低度電成本。

燃?xì)廨啓C(jī)計(jì)劃檢修備件，僅包含典型備件，而不包含所有檢修的損耗備件；建議在燃?xì)廨啓C(jī)長期維護(hù)服務(wù)協(xié)議中明確不包含的維護(hù)備件。同時(shí)，將壓氣機(jī)葉片噴涂、燃燒器清洗等標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，以及現(xiàn)場(chǎng)可直接處理的檢修發(fā)現(xiàn)納入維護(hù)協(xié)議中。修后的冷熱態(tài)調(diào)試、燃燒調(diào)整以及現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，均屬于檢修部分，同樣不產(chǎn)生變更訂單。

燃?xì)廨啓C(jī)第1次大修，轉(zhuǎn)子解體僅發(fā)現(xiàn)阻尼環(huán)、中間環(huán)輕微磨損，若檢修條件不充足，可在原始制造商的保證下不開展轉(zhuǎn)子解體。轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)壽命10萬EOH，若第1次大修結(jié)合轉(zhuǎn)子解體實(shí)施技術(shù)改造，建議轉(zhuǎn)子延壽在第2次大修中實(shí)施。

燃?xì)廨啓C(jī)大修前12個(gè)月，建議電站確定第2個(gè)長周期維護(hù)服務(wù)協(xié)議，將控制系統(tǒng)、SEE和SFC技術(shù)改造和維護(hù)，燃燒器、燃燒室、透平葉片以及其他改造項(xiàng)目納入第2個(gè)長周期維護(hù)服務(wù)協(xié)議，提高燃?xì)廨啓C(jī)性能和可靠性?？紤]到燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行劣化與長周期服務(wù)[6]，電站應(yīng)在第2個(gè)長周期維護(hù)服務(wù)協(xié)議中考慮轉(zhuǎn)子、燃燒器、缸體等部件檢修，燃?xì)廨啓C(jī)延壽，輔助系統(tǒng)燃料閥、防喘振放氣閥和透平葉片冷卻閥等設(shè)備維護(hù)。

5 結(jié)束語

大修是燃?xì)廨啓C(jī)維護(hù)的重要環(huán)節(jié)，可有效改變?cè)O(shè)備劣化趨勢(shì)。在長期維護(hù)服務(wù)協(xié)議采購時(shí)，應(yīng)充分考慮燃?xì)廨啓C(jī)檢修覆蓋范圍、責(zé)任分工和備品備件狀況，以及燃?xì)廨啓C(jī)延壽和冷端部件維護(hù)，最大限度降低維護(hù)成本。大修前12個(gè)月，結(jié)合燃?xì)廨啓C(jī)第2個(gè)長周期維護(hù)服務(wù)協(xié)議，開始準(zhǔn)備和規(guī)劃第1個(gè)大修，明確人員責(zé)任、清點(diǎn)工具與備件和查驗(yàn)檢修場(chǎng)地等，確保大修質(zhì)量、進(jìn)度和成本。