王慶韌

（廣東惠州天然氣發(fā)電有限公司 廣東惠州）

一、值班燃料噴嘴裂紋損壞情況統(tǒng)計(jì)

M701F3燃機(jī)采用環(huán)管式燃燒室布置，每臺(tái)機(jī)組含20套燃料噴嘴（主噴嘴+值班噴嘴），預(yù)期壽命為50 000 EOH（1）或1800次啟動(dòng)，以先到者為準(zhǔn)；保證壽命35 000h。值班燃料噴嘴起點(diǎn)火作用，在機(jī)組正常帶負(fù)荷運(yùn)行中，仍然保持點(diǎn)火運(yùn)行。歷次檢修中均發(fā)現(xiàn)值班燃料噴嘴裂紋損壞較為嚴(yán)重。

1.1#機(jī)組值班燃料噴嘴裂紋損壞情況

噴嘴在每次檢修中均采用整體進(jìn)出方式，換下來(lái)的部件進(jìn)行維修、備用。第一套部件第一次維修中無(wú)返修件，但第二套部件第一次維修中卻全部要返修，同時(shí)第一套部件第二次維修中有2個(gè)甚至需更新。損害開(kāi)始浮現(xiàn)。

2.2#機(jī)組值班燃料噴嘴裂紋損壞情況

第一套部件第一次維修中即有6個(gè)返修，較1#機(jī)組明顯增多；第二套部件第一次維修中返修件再次大范圍增加，接近全部；第一套部件第二次維修中，全部更新，折算壽命只有12 030h，對(duì)比預(yù)期壽命50 000h相差近38 000h，對(duì)比保證壽命35 000h相差23 000h。

3.3#機(jī)組值班燃料噴嘴裂紋損壞情況

返修情況介于1#、2#機(jī)組之間。雖然更新一件噴嘴但基本屬正常范圍。

二、值班燃料噴嘴裂紋趨勢(shì)及影響因素分析

啟動(dòng)次數(shù)和等效運(yùn)行時(shí)間是影響機(jī)組運(yùn)行的兩個(gè)重要因素，其與值班燃料噴嘴裂紋損壞之間的關(guān)系，通過(guò)繪出趨勢(shì)圖（圖略），可知值班燃料噴嘴每臺(tái)機(jī)組均隨著時(shí)間的推移漸漸加重（隨數(shù)量與程度雙增長(zhǎng)），維修件、更換件也越來(lái)越多，且以2#機(jī)組最為嚴(yán)重。

值班燃料噴嘴損壞與該批部件在本輪檢修間隔內(nèi)運(yùn)行的時(shí)間、啟動(dòng)次數(shù)之間的關(guān)系，不如機(jī)組絕對(duì)累積運(yùn)行時(shí)間、啟動(dòng)次數(shù)影響大，但總體而言，趨勢(shì)規(guī)律性不強(qiáng)。設(shè)計(jì)一個(gè)表格，對(duì)部件材料與產(chǎn)地、制造與修理廠商進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，驗(yàn)證以上結(jié)論的正確性，如原材料產(chǎn)地均為日本、維修地均為廣州，但損壞程度各不相同，說(shuō)明各種因素間關(guān)聯(lián)度確實(shí)不大，裂紋趨勢(shì)的規(guī)律性不明顯。

若情況不加以改變，則以歷史均值預(yù)計(jì)，值班燃料噴嘴在第二次維修中（相當(dāng)于機(jī)組第四次檢修）3臺(tái)機(jī)組仍需準(zhǔn)備至少一套部件以備全部或部分更換（相當(dāng)于3機(jī)合計(jì)換一套），平均每臺(tái)次檢修0.33套，成本很高。

裂紋趨勢(shì)的規(guī)律性不明顯，本身就是一個(gè)值得關(guān)注的反常問(wèn)題。必需進(jìn)行深刻的原因分析，采取相應(yīng)對(duì)策，減少值班燃料噴嘴裂紋損壞。

三、值班燃料噴嘴裂紋損壞原因分析

1.設(shè)計(jì)制造不良

針對(duì)F級(jí)燃機(jī)而言，從世界尖端水平來(lái)看，材料（包括母材與涂層）技術(shù)應(yīng)該已經(jīng)過(guò)關(guān)。這是重型燃?xì)廨啓C(jī)之所以取得長(zhǎng)足發(fā)展的根基所在，目前國(guó)際上燃機(jī)技術(shù)已發(fā)展到J級(jí)水平，對(duì)F級(jí)而言，更不是關(guān)鍵問(wèn)題。至于其設(shè)計(jì)安全安全裕度，相比于歐美標(biāo)準(zhǔn)，是偏緊一點(diǎn)，但不至成為2#機(jī)組值班燃料噴嘴因裂紋損壞而較大量地報(bào)廢之主因。若其為主要因素，則必與啟停次數(shù)或EOH相關(guān)，裂紋趨勢(shì)將呈一定的規(guī)律性，以上分析相抵觸。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，以上涉及到的值班燃料噴嘴與主燃料噴嘴，均在日本制造，有大量的成熟的應(yīng)用業(yè)績(jī)，唯一區(qū)別是國(guó)內(nèi)采用DSS（日啟停）方式運(yùn)行，而不是國(guó)際普遍的帶基荷運(yùn)行方式，值班燃料噴嘴在啟動(dòng)階段的耗時(shí)相對(duì)多一些，承受高溫的時(shí)間多一些，這可能是設(shè)計(jì)制造中沒(méi)有考慮的因素之一。三菱曾在燃機(jī)年會(huì)上口頭公開(kāi)承認(rèn)其設(shè)計(jì)是基于帶基荷方式，例證是——該壓氣機(jī)3級(jí)輪盤(pán)裂紋就緣于拉桿螺栓沉頭孔倒角尺寸偏小，使啟動(dòng)過(guò)程中應(yīng)力集中過(guò)大所致。

2.修理技術(shù)不足

新品在第二次修理中比第一次修理中發(fā)現(xiàn)的損壞數(shù)量較多，而修理均在國(guó)內(nèi)合資廠進(jìn)行，說(shuō)明合資廠的修理技術(shù)明顯未充分消化好，當(dāng)然這也不排除DSS運(yùn)行新特點(diǎn)所引起的。但修理技術(shù)不足是非常充分的關(guān)鍵理由：①20套燃料噴嘴（包括主燃料噴嘴及值班燃料噴嘴）間流量不均、有偏差，有的甚至超過(guò)了制造標(biāo)準(zhǔn)極限，把它用作判斷噴嘴合格與否、報(bào)廢與否的標(biāo)準(zhǔn)是不合適的。值班燃料噴嘴的好壞不應(yīng)僅從一個(gè)一個(gè)孤立的噴孔的某一方面的因素來(lái)判斷，而應(yīng)該從全部噴孔的匹配性（流量、壓力）來(lái)整體衡量。在燃煤機(jī)組中都有這樣的體會(huì)。事實(shí)上，天然氣發(fā)電機(jī)組也是如此。另外，燃料噴嘴在高溫燃燒后必然有一定的微變形，機(jī)械地套用制造標(biāo)準(zhǔn)，顯然會(huì)造成修理范圍過(guò)大，給電廠帶來(lái)修理費(fèi)用的上升。②國(guó)內(nèi)合資廠技術(shù)人員對(duì)技術(shù)判定標(biāo)準(zhǔn)掌握不夠，致使修理范圍擴(kuò)大。有一個(gè)值班燃料噴嘴可能是拆卸中將噴嘴口部梳形齒拉彎一點(diǎn)，供貨商即將其判為報(bào)廢，堅(jiān)持用手錘敲回繼續(xù)用了幾個(gè)檢修周期，目前仍在用。③修理中更換數(shù)量的增多及修理件的增多，說(shuō)明合資廠對(duì)其修理能力沒(méi)有足夠的自信。

四、現(xiàn)階段減少值班燃料噴嘴裂紋產(chǎn)生的措施及效果

（1）立即著手研究?jī)砂嘀七\(yùn)行特點(diǎn)及影響，從設(shè)計(jì)制造著手，根本改善或減少值班燃料噴嘴裂紋。這是較長(zhǎng)期的任務(wù)。

（2）現(xiàn)階段從燃燒調(diào)整著手，減少值班燃料噴嘴在啟動(dòng)階段的耗時(shí)、降低工作溫度。目前，已減少了并網(wǎng)前低轉(zhuǎn)速階段的天然氣流量，調(diào)整了CSO/PLCSO參數(shù)，優(yōu)化了燃料空氣比，實(shí)際運(yùn)行效果良好。

（3）對(duì)各噴嘴進(jìn)行工廠化精確的流量測(cè)試，選擇相近的噴嘴進(jìn)行匹配性搭配，使整體燃燒效果保持良好。該方案實(shí)施后，機(jī)組運(yùn)行非常穩(wěn)定，噴嘴返修及更換數(shù)量皆大幅減少。

（4）改進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)流量測(cè)試方法，在電廠內(nèi)建立簡(jiǎn)易的試驗(yàn)裝置，以方便電廠技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)上的模糊判斷，共同確認(rèn)是否需修理、是否需報(bào)廢。對(duì)修理廠實(shí)施對(duì)比見(jiàn)證，確保修理過(guò)程基本受控，防止過(guò)修及欠修。

（5）責(zé)成供貨商完善并提供適應(yīng)性的檢查標(biāo)準(zhǔn)、修理標(biāo)準(zhǔn)。

五、進(jìn)一步減少值班燃料噴嘴裂紋的建議

（1）改善材料、設(shè)計(jì)、制造水平是根本方法。一是選用耐溫性能更好、抗疲勞、抗蠕變性能更好的材料，二是在設(shè)計(jì)時(shí)提高值班燃料噴嘴的安全裕度，三是充分考慮DSS運(yùn)行方式特點(diǎn)。

（2）可讓值班燃料噴嘴在正常帶負(fù)荷階段退出運(yùn)行（需改變目前主噴嘴與值班噴嘴一體的設(shè)計(jì)方式），或者改變旋流器結(jié)構(gòu)，改善值班燃料噴嘴。

（3）電廠側(cè)引進(jìn)、培育核心技術(shù)之第三方加入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，迫使供應(yīng)商改善設(shè)計(jì)、制造、修理及服務(wù)質(zhì)量，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與公開(kāi)，及時(shí)主動(dòng)地進(jìn)行核心技術(shù)升級(jí)改造。

（4）M701F3燃機(jī)值班燃料噴嘴裂紋為常見(jiàn)現(xiàn)象，但報(bào)廢率偏高且無(wú)明顯趨勢(shì)性并不正常。通過(guò)判斷標(biāo)準(zhǔn)與方法的調(diào)整、改進(jìn)，目前報(bào)廢率已明顯降低。通過(guò)燃燒調(diào)整，改善了值班燃料噴嘴裂紋傾向，修理量有所降低。