燃氣輪機發電廠運行優化探究

費 雍

（惠州深能源豐達電力有限公司，廣東 惠州 516000）

隨著我國經濟的全面發展與振興，能源建設基礎作用越來越重要，只有創新理論，創新技術形態，才能符合時代發展需求，推動經濟振興快速發展。燃氣輪機在我國的各行各業生產中起到了重要的作用，整體看，其設備體積小、運行效率高、啟動速度快且無環境污染，在各類發電廠中得到了相當廣泛的應用，有效保證了電廠的穩定生產，為經濟建設與民生發展提供了源源不斷的能源。各行各業的發展，離不開穩定的能源，特別是電能決定了經濟與社會的建設，當前的發電廠使用燃氣輪機，在設備應用過程中，也受到了各種條件的限制，使設備受到了干擾，如惡劣的外部條件環境、燃氣輪機長時間工作產生的高溫高壓等，往往會導致燃氣輪機故障，不利于設備的穩定安全運行，特別是對發電廠穩定運營產生巨大的影響。做好日常的維護與檢修，科學合理制定運行第一生產力，發揮設備的高效功能，提升整體運行品質。燃氣輪機設備如果出現故障問題，不但不利于運行，更容易導致設備的損壞，要不斷進行日常監督檢測，優化路徑，確保電網系統完善安全。

1 燃氣輪機發電現狀分析

1.1 設備故障跳閘問題

燃氣輪機是重要的發電設備，在運行過程中，各部件需要協調運作，確保穩定安全的運行，在運行過程中，各部件產生損耗，整體運行成本較高，為保證設備的安全，減少不必要的損失，需要在日常運行中發揮檢修維護的功能，延長設備的壽命。在實際運行中，燃氣輪機發電設備頻繁啟停調峰或長期運行發電，一些部件得不到維護，呈現老化現象，很容易在運行過程中造成故障性跳閘，設備在不斷的重復啟動停止、繼續運行變換中，導致了設備內部部件的嚴重損耗，設備使用壽命減少，不利于電網的持續供電。

1.2 超負荷運行問題

燃氣輪機發電設備需要不停地運行，保證持續穩定供電，設備在運行過程中，時間往往得不到良好的控制，導致設備超負荷運行，這種狀態時間越久，越容易出現設備的疲勞，超負荷運轉，增加了燃氣輪機發電設備的負擔，整體故障發生率增加，要想故障修復，會有一定的難度，燃氣輪機運行穩定性不夠，無法確保安全用電。

1.3 檢修成本高

燃氣輪機主要是燃氣蒸汽相結合的設備，通過二者有機配合，形成循環發電，設備是電廠最為重要的部分，對穩定發電起到了核心作用，通過設備的穩定運行，保證電廠良性運行。燃氣輪機設備自身造價高，運行成本更高，為保證設備安全，需要根據設備運行的時限做好定期保養和定期檢修工作，及時發現問題，使設備小問題得以解決，避免導致更嚴重的設備損耗。當前我國大部分電廠使用的燃氣輪機發電設備都是進口設備，零部件更換需要一定的時間，任何一個部位出現問題，都會停機待工，進口零部件材料增加了設備維修的成本。

2 優化運行系統的實施流程

優化運行系統，更好地發揮設備的優勢，保證電廠穩定安全生產。在優化系統中，需要了解流程規范，以此，做好設備的升級，更好地發揮核心功能作用。嚴格掌握性能試驗、采樣方法及計算模型這幾個方面和重要數據，在數據指導下，做好設備的系統編程，通過信息化、智能化處理，提升設備的整體性能，編程主要應用于專用計算機，通過計算機的運行，保證設備科學良好的運轉。要掌握后臺數據的來源，通過科學可靠的方法采集和處理，確保相應程序科學合理，進一步優化重組前臺系統，確保用戶應用程序科學有效。根據后臺數據采集，處理好相關的程序，包括在線采集數據、數據識別、參數數據庫、啟停參數和管理數據庫等，保證各道程序的合理有效，從根本提升整體程序。優化時，其基本流程如下：基礎數據采集、實時對數據的記錄、計算分析設備功率、熱耗性能及耗差和歷史計算數據參照等。對前臺優化系統用戶應用程序也要優化提升，解讀實時數據是重要的功能，主要包括分配負荷、顯示數據。這其中的系統性能、系統耗差、系統曲線、數據查詢、異常報警、輸入常數和性能趨勢都是需要優化的核心范疇。

3 燃氣輪機發電廠運行優化措施

3.1 燃氣輪機的研發與創新

要想做到設備的優化提升，需要根據相關的標準做好提升，燃氣輪機性能優劣對電力供應穩定性產生巨大的影響，如果設備不穩定，無法保證穩定發電。當下，我國越來越重視環境保護，推出了低碳發展的策略，為適應新形勢，就要確保設備滿足節能減排的具體要求，傳統燃氣輪機不符合現代發展需求，必須通過合理的優化，保證國家標準，達到運行要求，這就對設備的制造廠家提出了全新的質量要求，燃氣輪機研發與創新是時代的趨勢，在各個方面做好性能上的改進與提升，以此，滿足供電穩定性需求，并且響應國家提出的節能減排標準，推動自然與社會和諧發展。不斷強化創新與研究，一是燃氣輪機制造廠家需要根據燃氣輪機實際應用的場景狀況，進一步優化性能，減少成本，為使用方提供強大的、全方位的技術支持，集中優勢資源、技術力量，對新型發電、燃氣輪機本土化創新提升，確保設備符合國家標準，達到節能減排技術參數的要求，同時，也需要在先進制造、增材制造、機器人技術和數字科技等方面做好應用，以此，有效促進燃氣輪機不斷進行產業化的升級。根據不同的使用環境，做好本地市場需求調研，滿足不同本土客戶需求，抓住用戶的痛點需要，解決用戶的整體需求，通過優化設計與制造，保證燃氣輪機的應用更加符合實際。要拿出切實可行的方案，與能源、電力行業相結合，與各方面的用戶協同創新，推陳出新，為用戶提供完整、系統的解決方案，快速提升生產率。二是生產制造過程中的優化，全領域抓住需求和市場，在快速發展中國制造業的同時，抓住新常態下的轉型升級機遇，開辟更加廣泛的燃氣輪機市場，提高市場占有率，提升廠家競爭實力。燃氣輪機制造廠家依據目前的技術形態，更新理念，創新技術，提高研發質量，應用最先進的技術，做好智能制造和技術整合，秉持精益制造、大國工匠的精神，利用先進制造技術、增材制造和數字化工廠技術，重新定義設備的設計、制造與模式，通過生產力的提升，推動產品換代升級。

3.2 調節流程的科學規劃

時時了解燃氣輪機發電設備運行規律，優化產品性能，滿足不同的需求，根據流程環節，做到對流程科學設計與調整，使產品規劃符合實際應用現狀，有力保證燃氣輪機發電設備運行動態化更新。通過大量的數據記錄，為燃氣輪機發電設備流程的創新提供參照，使設備的操作更加靈活，不斷減少設備在運行過程中的損耗率。一是把握信息技術、科學技術的發展方向，及時創新設計理念，做好燃氣輪機發電設備系統的編程創新，形成動態化管理。相關工作人員需要了解現代計算機技術和科學技術的發展，及時引入新型技術，根據各方面運行的數據，做好燃氣輪機發電設備運行環節設計。二是技術人員通過得到的數據進行結果分析，解決運行中常見的問題，不斷總結經驗，分析故障成因，為基礎做好整體的流程規劃，進一步促進電網系統完善優化。

3.3 提升人員檢修能力

當前，我國經濟發展運行速度較快，各行各業對電力的需求量更高。我國燃氣輪機發電設備大多是進口設備，一些設備的成本較高，如果設備出現問題，會造成巨大的損失，整體看，設備的維修與養護成本較高。設備運行必須要在充分掌握大量數據的情況下，才能啟停，這也就對維護人員提出了更高的技術標準要求。提升技術人員檢修能力是當前重要的途徑，技術人員通過專業的設備儀器，對設備實地檢測，同時，也需要豐富的經驗對設備進行診斷，及時發現設備運行中存在的問題，減少故障率，提高生產效能，提高燃氣輪機發電設備養護人員水平至關重要。一是保證人員的專業性。電廠是社會經濟運行中主要部分，那么，在工作人員招聘過程中，需要招聘專業的人員，具備良好的專業技術能力與豐富的行業維護經驗，專業技術人員能及時發現小故障，避免出現大問題，影響到設備的穩定運行。二是結合設備檢修需求培訓。不同的設備使用操作方式不同，則設備的損耗也不同，根據設備的環境、操作方式的變化，進行專項培訓，對設備運行條件復雜的設備維護人員，重點對環境的治理上，對設備的維護上，做好工作人員定期業務教育培訓，培訓過程中，結合生產的實際，總結經驗、做好溝通交流，通過實例幫助工作人員解答問題，進一步促進工作人員檢修能力不斷提高；技術人員在培訓中，針對設備各自使用的性能原理，對燃氣輪機發電設備要全面了解，從而使工作人員可以借助燃氣輪機發電設備原理解決現實存在的問題，使設備性能得以優化，不斷完善檢修技術水平。

3.4 增加研究資金投入

技術的創新發展，需要知識的支撐，沒有新知識支撐，無法完成新設備的優化，設備只有在使用過程中，才能發現問題，在實際中，進行有效的優化，以此提高設備效率。當前，燃氣設備不斷發展，技術水平不斷提高，要想做到設備更新換代，就要學習新知識，通過資金的投入，保證設備能夠提檔升級。截至2020年底，我國燃氣輪機聯合循環裝機容量達到9 300萬kW，燃氣設備整體功能得以提升，滿足了全社會的電能需求。結合實際需求，適當增加投入，加大對燃氣輪機發電設備研究，通過資金和技術投入，進一步促使我國燃氣輪機發電設備自主研發，提高技術創新速度，為下一步設備的自主設計、自主生產提供強大支持，降低運行成本，保障我國電網運行穩定安全。一是分析現狀。充分了解當下的趨勢，對燃氣輪機發電設備在我國的研究和應用現狀進行系統分析，同時，結合不同地區、不同環境的需求，對燃氣輪機發電穩定運行有效分解，從滿足不同用戶需求的角度出發，加大對燃氣輪機發電設備整體的資金研發投入，為燃氣輪機發電設備研究提供強大的資金保障。二是結合當地需求。進行資金投入的時候，也不能盲目投入，根據當地經濟發展情況提出預算，與當地的政府相關部門溝通，與企業應用實際相聯系，進一步尋求政府相關部門支持，滿足企業整體需要，通過專項投入，減少不必要的資金占用。政府部門可通過政策優惠、稅收減免等政策性調節，鼓勵相關廠家做好發電設備研發投入，使設備能夠進行產業升級改進，進一步降低成本，減少維護費用，促進燃氣輪機運行效益提升。三是做好多項來源分配。燃氣輪機發電設備研究的時候，不但要保證資金的充足，還要多方拓展，使資金渠道加寬，基于研究資金需求的不同，加大和相關企業單位的聯合設計制造，形成相互間的促進融合，利用企業資金分攤壓力，做好燃氣輪機設備研發資金分配，進一步減少一次性投入，形成持續性投資，減少壓力、提高效率，從而為燃氣輪機發電設備研究工作深入開展提供強大的資金支持。

3.5 降低設備故障頻率

當前，一些燃氣輪機發電設備運行過程中，會出現較大的損耗，特別是設備的頻繁重啟，往往會造成設備不必要的損耗，設備出現的故障率增加，不利于設備的保養，更不利于電網系統穩定安全，及時發現故障點，做到有效的檢測，發現運行中出現的常見問題，有效降低燃氣輪機發電設備重啟頻率，保證設備穩定安全，實現持續性供電用電目標。

3.6 加強日常設備運行維護管理

3.6.1 維持過濾裝置高效運行

燃氣輪機進氣系統和天然氣供應系統是重要的部分，做好系統的維護，其中過濾裝置是重點核心部件。保證高效運行，需要做好設備的維護與保養。燃氣輪機進氣系統自清式過濾器從技術標準上看，保證濾除5～10 μm直徑粉塵顆粒，根據壓差值形成輪流反吹。經過吹掃壓差仍超設定值的，做好濾芯的更換，提高系統氣流暢通性，避免出現濾器堵塞的問題。

3.6.2 燃氣輪機清洗

做到日常的清洗與保養相結合，及時對燃氣輪機壓氣機做好清洗，有效減少葉片積垢腐蝕，使機組性能更加穩定，延長零件壽命。在實際運行中，及時對機組觀察，當發現性能指標出力下降2%～5%時，對壓氣機做好清洗。在保證停機的情況下清洗，做到離線清洗，盡量不做在線清洗。

3.6.3 孔探儀檢查

孔探儀即是內窺鏡，通過檢查，找到檢查孔將孔探儀探頭插入，對燃氣輪機易損熱通道、透平噴嘴動葉片和壓氣機葉片等部位窺視檢查檢測，進一步判斷機組運行的情況，根據部件的損耗，通過這種方式的檢查是不用設備的解體檢修，可以在有效降低維護費用的情況下，保證設備良好運行。

3.6.4 優化機組運行方式

設備運行過程中超過大氣溫度，出現超溫運行，設備壽命會縮短，可靠性不足，大氣溫度降低，燃氣輪機出力增加，超過燃氣輪機轉子設計應力，也會影響設備壽命。嚴格執行運行規程，做到科學操作，進一步優化運行方法，保證機組安全運行。

3.6.5 做好運行方面管理工作

做好日常的燃氣輪機巡檢工作，保證燃氣輪機運行效率整體提升目標。不斷完善現有的運行條件，確保燃氣輪機運行更穩定，解決在滿負荷工況下跳閘問題，盡可能結合既定標準對燃氣輪機進行啟動和停止操作，須把控好負荷波動速率和幅度。

4 結束語

綜上所述，我國經濟的發展，離不開穩定的電能供應，做好燃氣輪機發電設備的優化創新，有效提升燃氣蒸汽聯合循環能力，發揮設備的功能作用，結合具體問題做到具體分析，結合電網系統需求，做到燃氣輪機發電設備系統優化，加大研發投入，改進燃氣輪機性能，從而降低燃氣輪機運行成本，推動我國電力行業可持續發展。