探讨影响电厂燃气轮机运行的因素及对策

徐杨锋

摘要：在现代电力企业中，燃气轮机的使用频率越来越高，同时其容量也越来越大。与火电燃煤机组相比，燃气轮机具有独特的调峰优势，在基本负荷的工况下，稳定运行的燃气轮机的效率会最高，但是由于受到天然气供给不足和电网负荷的影响，机组开启和停止的频率过于频繁，可利用的时间比较少。因此，在燃气机发电机组的实际运行中，会受到很多因素的影响，这些因素会直接影响到机组的使用寿命。本文从运行环境及使用维护的角度，探讨了影响电厂燃气轮机运行的因素，并为此提出了相应的对策。

关键词：电力企业；燃气轮机；运行；影响因素；对策

燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。在电厂的运行中，燃气轮机的使用越来越多，但是在实际的应用中，遇到了许多问题，这些问题是由于受到了相关因素的影响，这就需要相关管理人员和运行人员要及时了解燃气轮机结构和工作原理，另外还必须明白这些因素对电力企业相关设备的使用寿命的影响，从而利于制定科学合理的适应电力企业发展的运行方式和维修计划，以最大限度延长燃气轮机的使用寿命，减少其运行和维修费用及停机时间。

1. 影响电厂燃气轮机运行的因素

1.1 大气温度及空气质量的影响

当大气温度较高时，不利于燃气轮机的启动，同时会缩短其滑油系统、某些零部件及箱体的使用寿命；反之，气温过低时，会给燃气轮机的运行、维护以及防冻带来一些困难。另外，空气质量也是影响燃气轮机运行的重要因素之一。如果空气质量较差，会使压气机、燃烧室和涡轮等部件的性能受到较为严重的影响，容易导致压气机和涡轮叶片磨损和结垢，会产生以下危害：

压气机和涡轮叶片的受损会使叶片表面的粗糙度增加，容易使叶片产生疲劳裂纹，严重的会导致断裂；还会使叶片表面的耐高温层脱落，加速叶片在高温下的高温蠕变，也会导致叶片过早断裂。压气机和涡轮叶片表面粗糙度增加和叶片结垢会降低压气机的空气流量，同时使压气机的效率降低，从而导致燃气机的功率降低。压气机叶片结垢通常会引起其性能有大半的损失。压气机叶片尖磨损会使叶片尖与压气机匣之间的空隙增大并漏气，这将导致燃气轮机的功率减小，而且这种性能衰减是不可逆的。

1.2 燃气系统和燃烧温度的影响

不同的燃气由于其特性的不同，对相关部件的影响也不同，因此，不同的燃料系统下设备的使用寿命也不同。具体影响如下：燃料系统会影响系统的清洁度，因燃料颗粒中会包含有某些杂质，这些杂质会导致燃料系统的某些程度的损害；由于天然气的纯度不够，其中的碳氢化合物燃烧之后会释放大量的辐射热能，使高温通道暴露在过高温度下导致被损坏；重质油不易气化并含有大量的杂质灰分，燃烧后会有大量的污垢积累，严重影响部件的使用寿命；中低热值燃料中含有大量的杂质气体，也会对燃气轮机的寿命造成重大的影响。

燃烧温度是另一个影响寿命的因素，过高的燃烧温度会缩短其寿命，相对较低的温度则会延长其使用寿命。

1.3 滑油系统及清洗方式的影响

滑油系统中滑油本身的清洁度是影响燃气轮机运行的一大因素，当滑油受污染时，润滑效果会变差，严重影响燃气轮机的安全运行。

对于部件中的结垢，需要进行适当的清洗，如果清洗方式正确，就会产生良好的效果；如果采用了不恰当的清洗方式，就会产生适得其反的效果，同样不利于延长燃气轮机的使用寿命。合理的清洗方式可以减轻由大气污染引起的压气机转子和静子叶片上的污垢，减轻它对燃气轮机功率及效率的影响。在进行离线清洗时，需要严格防止热冲击的作用。需要进行冷运转或者自然冷却到一定温度，然后再使轮间温度与清洗液温度小于70℃，之后再进行清洗。

1.4 注蒸汽或注水的影响

为了达到环保的目的，燃气轮机一般使用注蒸汽来减少污染气体的排放，然而在使用中，即使蒸汽符合要求，也会对燃气热传导性能产生相当严重的影响。较高的燃气温度会使传递给叶片的温度增加，使金属温度较高；另外还会增大涡轮部件气动负荷。

2. 避免不利因素影响采取的相应措施

通过对上述燃气轮机影响因素的分析，相关研究人员提出了有针对性的应对措施，具体如下：

严格选择大气温度，在合适的大气温度情况下操作运行燃气轮机；做好压气机和涡轮叶片表面的养护工作，防止压气机和涡轮叶片表面受损；优化空气质量；净化燃料颗粒，提高燃料系统的清洁度，对重质油和中低热值燃料进行相关的处理，使其更加便于使用，同时严格控制燃烧温度；采用恰当的清洗方式，减轻由大气污染引起的压气机转子和静子叶片上的污垢，减轻大气污染对燃气轮机功率及效率的影响；在使用注蒸汽或注水时，要尽量降低注蒸汽或注水温度，延长燃气轮机的使用寿命。

3. 总结

总之，影响电厂燃气轮机运行的因素有很多，主要表现在大气温度及空气质量的影响、燃气系统和燃烧温度的影响、滑油系统及清洗方式的影响、注蒸汽或注水等方面的影响。同时，本文给出了相应的应对措施，即防止压气机和涡轮叶片表面受损、优化空气质量、净化燃料颗粒、采用恰当的清洗方式、严格控制燃烧温度、使用前处理好燃料油、降低注蒸汽或注水温度等，从而提高燃气轮机的效率，延長其使用寿命。

参考文献：

[1]高二贺.电厂燃气轮机运行中影响因素分析探讨[J].科技资讯，2011，16（27）：115

[2]李健，梁玉琳.影响燃气轮机运行及寿命的因素[J].设备管理与维修，2004，7（2）：17-19

[3]宋宏海，黄治国.发电用燃气轮机使用寿命的影响因素分析[J].航空发电机，2011，37（4）：51-53

[4]邹志鸿.影响燃气轮机运行和启动的几个因素[J].华电技术，2010，32（3）：9-10