燃气透平机组大修模式创新与实践

王锋

摘 要：渤海区域某海上油气田的两台燃气透平发电机组先后进行25000小时大修（燃气发生器热部件更换），为解决返厂维修周期较长、现场长时间无备用机组等问题，根据实际情况创新性地将返厂大修改为现场大修模式。经实践证实，此种方法可极大缩减机组大修的全过程所耗时间。本文介绍了该创新大修模式实现方法及过程。

关键词：燃气轮机;透平;大修;模式;创新

1 前言

当前，海上油气田的电力供应仍以自发电为主，即在各中心生产平台配备有独立的、多数以燃气轮机为原动机的主发电机组，并把附近区域油田的主发电机组通过海底电缆组成区域联合电网。但由于未与国家电网相联结，油田群生产的稳定性严重依赖于各主发电机组的运行稳定性。因此，研究提高主发电机组运行稳定性的方法有着现实意义，而尽量缩短大修离线的时间就是其中一个重要方面。

2 方案所解决的主要问题

本案例主要解决：

（1）该型机组无可用的离线备交换机组，大修时按一般处理流程需要整体返厂维修，运输过程可能会对机组造成意外损坏影响整个作业进度;

（2）該型机组返厂大修需在国外工厂进行，运输加厂内维修过程将耗时3个月以上，一方面该机组是整个区域油田群联合电网的主要电能供应者（日常2用1备），同时要进行大修的两台机组承带着废热回收装置，返厂大修意味着大修期间废热回收装置无备用机组，不但对整个联合电网的稳定性造成较大影响，同时也将对本油矿的现场生产稳定性造成严重的不利影响。

（3）若返厂大修，现场作业部分的拆、装工序在时间上是不连续的，主要作业人员及辅助作业人员都有可能发生变化，作业失误的可能性升高，作业全过程的风险更高。

3 项目实施过程及方法

3.1 大修前的准备。

准备工作包括对机组燃气发生器（GG）进行内窥;对备用机组进行全面维护;启动备用机组，停用待检修机组;对GG前部支承小车、进气滤网推车、GG吊架及附件、GG转运车检查并就位。

3.2 施工人员就位。

人员包括维修监督、机/电/仪工程师，吊车司机，司索和指挥，厂家工程师，辅助工等。

3.3 作业风险分析。

根据机组检修方案，做出详尽的风险分析并制定相应的解决措施。需要拆、装的主要单元有：GG本体及其与撬块连接的管线、电缆，进气室滤网，进气道法兰、软连接，撬罩侧门挡板及顶横梁，检修平台护栏。

3.4 办理电气、机械/工艺隔离、抑制并隔离火气系统。

电气隔离启动液压泵、慢盘车马达、柴油输送泵、柴油增压泵、矿物油泵、 矿物油加热器、 合成油加热器、通风风机等设备;机械隔离燃气手动关断阀、启动液压泵进、出口阀、合成油箱进、出口阀、仪表气隔离阀等阀门，并加挂警示标志牌;关闭机组二氧化碳释放装置出口关断阀并锁定、挂牌，将火气系统打抑制模式。

3.5 施工内容及步骤

（1）拆除GG所有连接传感器及仪表管线，并做好标记。（2）拆除GG连接的滑油、燃油、燃气管线，封堵管线接口。（3）拆除进气罩滤网、进气罩门板及导流罩等部件，安装GG前部支持小车。（4）打开机舱门和机舱顶盖，拆除护栏。（5）安装GG吊梁，悬挂机组。（6）拆除透平前部固定螺栓和支持小车，拆除后部GG与PT的剩余连接螺栓。（7）移出透平机组，放入运输小车，如图1所示。（8）对动力透平（PT）进行内窥，检查确认情况良好。（9）拆除GG的附属管线（管件、燃料喷嘴等），对拆除的管件喷嘴进行封堵，清理透平舱室油污。（10）测绘、预制、安装检修用滑道梁，并进行探伤和载荷测试。（11）将透平机组移至滑道梁下就位，固定运输小车和下部支撑。（12）搭建大修工棚。（13）清点、核对新的热部件，移动到指定位置。（14）组装热部件。（15）安装专用工具，拆除燃机后框架和GG转子，拆除燃机透平二级动叶和二级喷嘴，如图2所示。（16）回装二级旧的动叶，将旧的二级喷嘴装箱。（17）安装新的燃机透平二级喷嘴到转子上，回装透平二级动叶。（18）拆除一级喷嘴，拆除燃烧室并装箱。（19）回装新的燃烧室，回装一级喷嘴。（20）检查离合器和启动马达。（21）拆卸和回装轴承内环。（22）清洁进气系统相关部件。（23）回装GG附属管线。（24）测量、调整透平火花塞间隙。（25）拆除检修工棚，将GG移至撬内。（26）安装前部支撑支架，连接GG部分与PT部分的连接螺栓。（27）透平前吊点回装，拆除前部支撑支架、中部挂点和吊梁。（28）GG与PT连接处的连接螺栓紧固。（29）回装进气喇叭口。（30）回装燃油、燃气和滑油管线。（31）连接仪表管线，安装仪表线缆和探头。（32）安装进气室风道法兰。（33）进气室滤网，拆除滤网推车，清理进气室、撬块内部。（34）解除隔离、旁通。（35）机组整体进行手动盘车检查、自动盘车检查、点火怠速运行检查、全速运行检查、油气切换检查、管线、接头、连接处及显示参数检查，未发现异常情况。（36）并网、带载测试;校核转子轴向力补偿（HPRC）孔板尺寸。（37）作业收尾，整理现场。

4 应用效果暨结语

得益于大修作业总体策略得当，现场作业部分进行相对顺利。A机大修有效工时25日，总用时30日（等待备件5日）;B机有效工时20日，总用时40日（HPT转子发现缺陷返厂维修20日）。针对非正常停工情况，需进一步加强监督力度，避免备件到货不及时和备件缺陷等问题耽误整体工期。若全部环节均进展顺利，整个大修作业完全可以做到在现场于20日内完成。与整体返厂相比，作业推进速度可提高数倍，而作业质量仍可保障。相应的，电网与生产流程承担的风险随之得到极大降低，充分体现了本例大修模式创新与实践的价值。

参考文献：

[1]邓明.航空燃气涡轮发动机原理与构造.国防工业出版社.2008.

[2]宋梓赫.燃气轮机发电设备的检修及运行策略[J].科技创新与应用，2019（22）.

[3]殷豪，孟安波，彭显刚.大型燃气轮机检修策略的研究[J].电站系统工程，2009.