燃气轮机EOH解读

1、燃气轮机等效运行小时计算分析【摘要】：燃气轮机制造商都有一个预先制定好的维修方案,以便获得最正确的设备可用率和最经济的维修本钱,计算燃气轮机的等效运行小时EOH就是为了判燃气轮机机在何时应该进行维修.本文对三菱重工、西门子、GE三大燃气轮机制造商的燃气轮机等效运行小时的计算公式进行了分析,以便充分了解他们的维修方案.【关键词】：燃气轮机等效运行小时EOH1前言从200孙开始,我国新开工建设了一大批F级的重型燃气-蒸汽联合循环电站,主要作为调峰机组.热力机械疲劳是影响调峰机组寿命的主要因素,蠕变、氧化和腐蚀是影响连续运行机组寿命的主要因素.F级重型燃气轮机的初温已达13001400c之间,燃气轮

2、机高温部件热通道部件的工作条件越来越恶劣.为了保证燃气轮机运行可靠性,就必须定期地检查、检修或更换这些热通道部件.燃气轮机的高温部件是指暴露在从燃烧系统排出的高温气体中的部件,包括燃烧室、火焰筒、过渡段、喷嘴、联焰管和透平动、静叶等.燃气轮机的高温部件必须要有一个预先制定好的合理的检查维修方案,可以减少电站非方案故障停机,提升机组起动可靠性.高温部件的检查维修方案根据计算机组的等效运行小时EOHEquivalentOperatingHourS来制定.在国家标准GB/T14099.9?燃气轮机采购?第9局部等效国际标准ISO3977-9:1999中,对EOH的计算公式做出了规定.但三大燃气轮机制

3、造商GE、西门子、三菱重工在各自的运行经验根底上,都规定了各自的EOH计算公式,制定了相应的高温部件检修方案.2国家国际标准EOH计算在国家标准GB/T14099?燃气轮机采购?第9局部中,对EOH的计算公式做出了规定,见公式1,公式中考虑了各种运行过程影响机组寿命的加权系数.n(1)Teqama2n2tif出3b2t2)i1其中:ai每次起动的加权系数；n1点火起动次数；a2快速带负荷的加权系数；n2快速带负荷次数；t快速温度变化的等效运行小时数,例如,由于负荷的突变或甩负荷;n快速温度变化的次数；ti到达根本负荷额定输出功率运行的小时数；bi以根本负荷运行的加权系数；t2在根本负荷额定功率

4、和尖峰负荷额定功率之间运行的小时数；b2以尖峰负荷运行的加权系数；f燃用污染的、超出标准或非指定的燃料时的加权系数；水或蒸汽回注时的加权系数；3三菱燃气轮机EOH计算三菱F级燃气轮机的热通道部件维护间隔周期见表1表1三菱F级燃机热通道部件检查维修周期燃烧系统8000EOH或300次启动,以先到达的值为准热通道部件16000EOH或600次启动,以先到达的值为准燃气轮机整体48000EOH或1800次启动,以先到达的值为准三菱燃气轮机的EOH计算公式由实际运行小时数和修正的等效起动次数组成.等效起动次数的修正是为了考虑各种运行方式对机组的寿命影响,主要有以下几项：(a)正常停机的实际次数；(b)

5、甩负荷次数；(c)跳闸次数；(d)快速变负荷次数；三菱将热通道部件分为两类,燃烧筒、喷嘴、过渡段、联焰管和透平第1级动、静叶为1类热通道部件,透平第2、3、4级动、静叶为2类热通道部件,他们的EOH计算公式见公式(2).EOH或EOH(2)(AOHAE)F(2)其中：EOH(1):用于1类热通道部件的等效运行小时数；EOH(2):用于2类热通道部件的等效运行小时数；AOH:实际的运行小时数；E:正常停机、甩负荷、跳闸和快速负荷变动的等效次数,计算公式见公式(3).其中正常停机的等效次数仅针对2类热通道部件；A:正常停机、甩负荷、跳闸和快速负荷变动的等效次数的修正因数,其中正常停机的等效次数的修

6、正因数仅针对2类热通道部件.这是一个将启动次数转换为等效运行小时的因数,在点火加速过程中,会出现最大压应变,在停机时,会出现最大拉应变,因此对于单独的热部件,用时间常数来定义该因数.在一个正常的起动和停机周期,1类热通道部件的寿命将消耗20小时,2类热通道部件的寿命将消耗10小时.一个正常的起动和停机周期是指从零转速到全速空载,从全速空载到零转速.F:燃料因数,燃烧天然气燃料时为1.0,燃烧液体燃料和双燃料时为1.25;DiBiCiLCi1(3)ENLRiTii1i12类热通道部件;其中：N:正常停机的实际次数,仅,B:甩负荷次数；LRi:甩负荷修正因数,这是一个将甩负荷次数转换为等效起动次数

7、的因数.在甩100%负荷时,热通道部件的寿命削减是正常停机的6倍.C:跳闸次数；Ti:跳闸次数修正因数,这是一个将跳闸次数转换为等效起动次数的因数.如果燃机是在100%负荷下跳闸,热通道部件寿命的削减是正常停机的10倍.D:快速负荷变动次数;LCi:快速负荷变动次数修正因数.跟随电网频率的变动,燃机负荷允许在i5%之间变动,这种负荷变动不会影响热通道部件的寿命.当出现非常快速和大的负荷变动时,对热通道部件寿命的影响根据三菱提供的曲线来估算.举例：在一段时间内,机组的运行状况如下燃天然气：1实际的运行小时数AOH为780小时；2正常停机次数为35次；3打闸次数3次,根据相关曲线计算,跳闸次数修正

8、因数Ti为18.8;4甩负荷3次,根据相关曲线计算,甩负荷修正因数LRi为15.08;5快速负荷变动,根据相关曲线计算,快速负荷变动次数修正因数LCi为4.83;由此可以得出：EOH1=780+2015.08+18.8+4.83=1554.2EOH2=780+1035+15.08+18.8+4.83=1517.1由公式2和3看出,虽然三菱燃气轮机等效运行小时的计算公式与国家标准规定的EOH计算公式不一样,但它也考虑了各种运行过程对机组寿命的影响,将各种非正常运行状况修正为等效起动次数来计算EOH.4西门子燃气轮机EOH计算西门子V94.3A燃气轮机的热通道部件维护间隔周期见表2.表2西门子燃机

9、热通道部件检查维修周期检查4000EOH(连续运行机组为8000EOH)热通道部件25000EOH燃气轮机整体50000EOH西门子燃气轮机的等效运行小时计算公式见公式4n(4)tEOHa1tifWb41i1其中:tEOH-等效运行小时数;n1起动次数；ai10起动系数；ti由于温度快速变化引起的等效运行小时;n温度快速变化的次数；ti到达根本负荷所需的运行小时数；bi1根本负荷系数；f燃料加权系数；w喷水的加权系数；温度快速变化引起的等效运行小时t反映了机组负荷快速变化、机组甩负荷和打闸对机组寿命的影响.机组负荷快速变化、机组甩负荷和打闸会使透平出口温度快速变化,西门子给出了两张计算t的图表

10、,见图1和图2.西门子规定,温度快速变化是指燃气轮机排气温度在10秒内的变化超过18C0燃气轮机的进口导叶在闭合或局部闭合时,燃气的质量流量减少,燃气轮机的冷却速度没有在进口导叶完全开启时快,燃机受到的热冲击也比拟小,所以西门子在计算t时,要考虑进口导叶的开度.透平出口温度的变化图1透平出口温度快速变化时的等效运行小时ti举例：当透平出口温度从540.快速变化到230c或从230.快速变化到540C时,温度变化为310C,从图1可以查出：1当入口导叶100%翻开时,等效运行小时为71小时;2当入口导叶50%翻开时,等效运行小时为29小时；3当入口导叶完全关闭时,等效运行小时为8小时；1000J

11、IIIIIIIlTThVariable-pitchIGVsopen200300400500600C透平出口温度图2跳闸或甩负荷时的等效运行小时ti举例:如果透平出口温度为540C,从图2可以查出：1跳闸,同时入口导叶翻开,等效运行小时为138小时；2甩负荷,同时入口导叶翻开,等效运行小时为90小时；3跳闸,同时入口导叶关闭,等效运行小时为22小时；由公式4看出,西门子燃气轮机等效运行小时的计算公式与国家标准规定的EOH计算公式根本一致,只是做了些简化.5GE燃气轮机EOH计算在机组燃烧天然气、带根本负荷连续运行、没有注水或蒸汽的基准条件下,GE公司设定了最长的检查维修周期的推荐值,见表3.如果

12、机组的实际运行模式与此基准不同,GE采用维修系数来修正维修周期的推荐值,不采用EOH计算方法.表3检查维修周期推荐值9FA机型燃烧系统8000小时/450次起动热通道部件24000小时/900次起动燃气轮机整体48000小时/2400次起动GE的修正系数有2个,分别为维修时间因素和起动因素.对连续运行机组,按“维修时间因素来计算检修间隔；对起停调峰机组,按“起动因素来计算检修间隔,见公式5.机组实际需要的维修间隔时间=表1规定的推荐的检修周期“维修时间因素或“起动因素(5)维修时间因素考虑了燃料种类的修正、燃烧温度的彳正和蒸汽/水喷注的修正,用加权平均法按公式6进行计算.维修时间因素=加权计算

13、时间数实际运行时间数(KMI)(G1.5DAfH6P)(6)其中:G燃用天然气,1年内带根本负荷运行小时数;D燃用轻油,1年内带根本负荷运行小时数；H燃用重油,1年内带根本负荷运行小时数；Af重油修正系数；P1年内带尖峰负荷运行小时数；KMI考虑燃烧室喷水/蒸汽的修正系数;起动因素考虑了机组跳闸甩负荷的修正、紧急起动的修正和正常起动后快速加载负荷的修正,用加权平均法按公式7进行计算.n起动因素:加权计算起动次数实际起动次数0.5NANB1.3NP20E2F(a1)Tii1NANBNPEFT其中:NA1年内带局部负荷的起/停次数小于60%负荷；NB1年内带根本负荷的起/停次数；NP1年内带尖峰负

14、荷的起/停次数；E1年内紧急起动次数；F1年内快速带负荷的起动次数；T1年内打闸次数；aT打闸修正系数；n打闸类型次数如,满负荷或局部负荷等；6结论虽然在国家国际标准中规定了燃气轮机等效运行小时EOH的计算公式,但三大燃气轮机制造商并没有完全根据标准公式来计算.考虑了各项影响机组寿命的因素,三菱和西门子有各自的EOH计算公式,GE公司那么是先规定了理想状态下的热通道部件检查间隔期,再用维修系数来修正.三大燃气轮机制造商的EOH计算各不相同,因此,不能单纯从EOH的数据上来判断燃气轮机质量水平好或坏.读书的好处1、行万里路,读万卷书.2、书山有路勤为径,学海无涯苦作舟.3、读书破万卷,下笔如有神.4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的.一一达尔文5、少壮不努力,老大徒悲伤.6、黑发不知勤学早,白首方悔读书迟.一一颜真卿7、宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来.8、读书要三到：心到、眼到、口到9、玉不琢、不成器,人不学、不知义.10、一日无书,百事荒废.一一陈寿11、书