燃氣輪機EOH解讀

燃氣輪機等效運轉小時計算剖析【綱要】：燃氣輪體制造商都有一個早先擬訂好的維修計劃，以便獲取最正確的設施可用率和最經濟的維修成本，計算燃氣輪機的等效運轉小時（EOH）就是為了判燃氣輪機機在何時應當進行維修。本文對三菱重工、西門子、GE三大燃氣輪體制造商的燃氣輪機等效運轉小時的計算公式進行了剖析，以便充足認識他們的維修計劃。【重點詞】：燃氣輪機 等效運轉小時 EOH1序言從2003年開始，我國新動工建設了一大量F級的重型燃氣蒸汽結合循環(huán)電站，主要作為調峰機組。熱力機械疲憊是影響調峰機組壽命的主要要素，蠕變、氧化和腐化是影響連續(xù)運轉機組壽命的主要要素。F級重型燃氣輪機的初溫已達1300?1400°C之間，燃氣輪機高溫零件（熱通道零件）的工作條件愈來愈惡劣。為了保證燃氣輪機運行靠譜性，就一定按期地檢查、檢修或改換這些熱通道零件。燃氣輪機的高溫零件是指裸露在從焚燒系統(tǒng)排出的高溫氣體中的零件，包含焚燒室、火焰筒、過渡段、噴嘴、聯(lián)焰管和透平動、靜葉等。燃氣輪機的高溫零件一定要有一個早先擬訂好的合理的檢查維修計劃，能夠減少電站非計劃故障停機，提升機組起動靠譜性。高溫零件的檢查維修計劃依據(jù)計算機組的等效運轉小時EOH（EquivalentOperatingHou）s來擬訂。在國家標準GB/T14099.9《燃氣輪機采買》第9部分（等效國際標準ISO3977-9:1999）中，對EOH的計算公式做出了規(guī)定。但三大燃氣輪體制造商（GE、西門子、三菱重工）在各自的運轉經驗基礎上，都規(guī)定了各自的EOH計算公式，擬訂了相應的高溫零件檢修計劃。2國家（國際）標準EOH計算在國家標準GB/T14099《燃氣輪機采買》第9部分中，對EOH的計算公式做出了規(guī)定，見公式（1），公式中考慮了各樣運轉過程影響機組壽命的加權系數(shù)。Tan=+eq 1 1annt+y+2 2 ii4f0(b+11bt)2 2(1)此中：1

a1 每次起動的加權系數(shù)；n1 點火起動次數(shù)；a2 迅速帶負荷的加權系數(shù)；n2 迅速帶負荷次數(shù)；q——迅速溫度變化的等效運轉小時數(shù)，比如，因為負荷的突變或甩負荷;n——迅速溫度變化的次數(shù)；q——達到基本負荷額定輸出功率運轉的小時數(shù)；b1 以基本負荷運轉的加權系數(shù)；弓——在基本負荷額定功率和尖峰負荷額定功率之間運轉的小時數(shù)；b2——以尖峰負荷運轉的加權系數(shù)；f——燃用污染的、高出規(guī)范或非指定的燃料時的加權系數(shù)；-——水或蒸汽回注時的加權系數(shù)；3三菱燃氣輪機EOH計算三菱F級燃氣輪機的熱通道零件保護間隔周期見表1。表1三菱F級燃機熱通道零件檢查維修周期焚燒系統(tǒng)8000焚燒系統(tǒng)8000EOH或300次啟動，以先達到的值為準熱通道零件燃氣輪機整體16000EOH或600次啟動，以先達到的值為準熱通道零件燃氣輪機整體48000EOH或1800次啟動，以先達到的值為準三菱燃氣輪機的EOH計算公式由實質運轉小時數(shù)和修正的等效起動次數(shù)構成。等效起動次數(shù)的修正是為了考慮各樣運轉方式對機組的壽命影響，主要有以下幾項:正常停機的實質次數(shù) ；甩負荷次數(shù)；跳閘次數(shù)；迅速變負荷次數(shù)；三菱將熱通道零件分為兩類，焚燒筒、噴嘴、過渡段、聯(lián)焰管和透平第1級動、靜葉為1類熱通道零件，透平第2、3、4級動、靜葉為2類熱通道零件，他們的EOH計算公式見公式(2)。EOH(1)或.EOH(2)=(AOH.AE)F (2)此中：EOH(1):用于1類熱通道零件的等效運轉小時數(shù)；EOH(2):用于2類熱通道零件的等效運轉小時數(shù)；AOH:實質的運轉小時數(shù)；E:正常停機、甩負荷、跳閘和迅速負荷改動的等效次數(shù)，計算公式見公式(3)。此中正常停機的等效次數(shù)僅針對2類熱通道零件；A:正常停機、甩負荷、跳閘和迅速負荷改動的等效次數(shù)的修正因數(shù)，此中正常停機的等效次數(shù)的修正因數(shù)僅針對2類熱通道零件。這是一個將啟動次數(shù)轉換為等效運轉小時的因數(shù)，在點火加快過程中，會出現(xiàn)最大壓應變，在停機時，會出現(xiàn)最大拉應變，所以關于獨自的熱零件，用時間常數(shù)來定義該因數(shù)。在一個正常的起動和停機周期，1類熱通道零件的壽命將耗費20小時，2類熱通道零件的壽命將耗費10小時。一個正常的起動和停機周期是指從零轉速到全速空載，從全速空載到零轉速。F:燃料因數(shù)，焚燒天然氣燃料時為1.0,焚燒液體燃料和雙燃料時為1.25；-矗,一b，■-'ni -EN二LRi二Ti二LCi (3)此中：N:正常停機的實質次數(shù)，僅針對2類熱通道零件；B:甩負荷次數(shù)；LRi:甩負荷修正因數(shù)，這是一個將甩負荷次數(shù)變換為等效起動次數(shù)的因數(shù)。在

甩100%負荷時，熱通道零件的壽命減少是正常停機的6倍。C:跳閘次數(shù)；Ti：跳閘次數(shù)修正因數(shù)，這是一個將跳閘次數(shù)變換為等效起動次數(shù)的因數(shù)。 假如燃機是在100%負荷下跳閘，熱通道零件壽命的減少是正常停機的 1倍。

D:迅速負荷改動次數(shù)；LCi:迅速負荷改動次數(shù)修正因數(shù)。跟從電網頻次的改動，燃機負荷同意在±5%之間改動，這類負荷改動不會影響熱通道零件的壽命。當出現(xiàn)特別迅速和大的負荷改動時，對熱通道零件壽命的影響依據(jù)三菱供給的曲線來估量。舉例：在一段時間內，機組的運轉情況以下（燃天然氣）：1） 實質的運轉小時數(shù)AOH為780小時；2） 正常停機次數(shù)為35次；3） 打閘次數(shù)3次，依據(jù)有關曲線計算，跳閘次數(shù)修正因數(shù)Ti為18.8；4） 甩負荷3次，依據(jù)有關曲線計算，甩負荷修正因數(shù)LRi為15.08；5）迅速負荷改動，依據(jù)有關曲線計算，迅速負荷改動次數(shù)修正因數(shù) LCi為4.83由此能夠得出：EOH（1）=780+20（15.08+18.8+4.83）=1554.2EOH（2）=780+10（35+15.08+18.8+4.83）=1517.1由公式（2）和（3）看出，固然三菱燃氣輪機等效運轉小時的計算公式與國家標準規(guī)定的EOH計算公式不同樣，但它也考慮了各樣運轉過程對機組壽命的影響， 將各樣非正常運轉情況修正為等效起動次數(shù)來計算 EOH。4西門子燃氣輪機EOH計算西門子V94.3A燃氣輪機的熱通道零件保護間隔周期見表2。表2西門子燃機熱通道零件檢查維修周期4000EOH檢查連續(xù)運轉機組為 8000EOH）熱通道零件25000熱通道零件25000EOH燃氣輪機整體50000燃氣輪機整體50000EOH西門子燃氣輪機的等效運轉小時計算公式見公式（4）tan+wtan+wq+Xfx1WLb(4)此中:%OH——等效運轉小時數(shù);n1——起動次數(shù);a1——10（起動系數(shù)）；因為溫度迅速變化惹起的等效運轉小時;溫度迅速變化的次數(shù);達到基本負荷所需的運轉小時數(shù);b1fb1f1（基本負荷系數(shù)）;燃料加權系數(shù);噴水的加權系數(shù);溫度迅速變化惹起的等效運轉小時q反應了機組負荷迅速變化、機組甩負荷和打閘對機組壽命的影響。機組負荷迅速變化、機組甩負荷和打閘會使透平出口溫度快速變化，西門子給出了兩張計算耳的圖表，見圖1和圖2。西門子規(guī)定，溫度迅速變化是指燃氣輪機排氣溫度在10秒內的變化超出18°C。燃氣輪機的進口導葉在閉合或部分閉合時，燃氣的質量流量減少，燃氣輪機的冷卻速度沒有在進口導葉完整開啟時快，燃機遇到的熱沖擊也比較小，所以西門子在計算 I時，要考慮進口導葉的開度。圖1透平出口溫度迅速變化時的等效運轉小時圖1透平出口溫度迅速變化時的等效運轉小時舉例：當透平出口溫度從540°C迅速變化到230°C（或從230°C迅速變化到540C）時，溫度變化為310C，從圖1能夠查出：1）當進口導葉100%翻開時，等效運轉小時為 71小時；2）當進口導葉50%翻開時，等效運轉小時為 29小時；3）當進口導葉完整封閉時，等效運轉小時為 8小時；sruohgntarpotnravuq1000h100101200°C600300 400 500透平出口溫度圖2跳閘或甩負荷時的等效運轉小時1000h100101200°C600300 400 500透平出口溫度圖2跳閘或甩負荷時的等效運轉小時ti舉例:假如透平出口溫度為540C,從圖2能夠查出:1）跳閘，同時進口導葉翻開，等效運轉小時為138小時;2）甩負荷，同時進口導葉翻開，等效運轉小時為901）跳閘，同時進口導葉翻開，等效運轉小時為138小時;2）甩負荷，同時進口導葉翻開，等效運轉小時為90小時;3）跳閘，同時進口導葉封閉，等效運轉小時為22小時;由公式（4）看出，西門子燃氣輪機等效運轉小時的計算公式與國家標準規(guī)定的EOH計算公式基本一致，不過做了些簡化。5GE燃氣輪機EOH計算在機組焚燒天然氣、帶基本負荷連續(xù)運轉、沒有灌水或蒸汽的基準條件下， GE

企業(yè)設定了最長的檢查維修周期的介紹值，見表 3。假如機組的實質運轉模式與此基準不同，GE采納維修系數(shù)來修正維修周期的介紹值，不采納EOH計算方法。表3檢查維修周期介紹值9FA機型焚燒系統(tǒng)8000小時/450次起動熱通道零件24000小時/90次起動燃氣輪機整體48000小時/240次起動GE的修正系數(shù)有2個，分別為“維修時間要素”和“起動要素”。對連續(xù)運轉機組，按“維修時間要素”來計算檢修間隔；對起停調峰機組，按“起動要素”來計算檢修間隔，見公式（5）。機組實質需要的維修間隔時間= 表規(guī)定的介紹的檢修周期 ⑸“維修時間要素”或“起動要素”“維修時間要素”考慮了燃料種類的修正、焚燒溫度的修正和蒸汽水噴注的修正，用加權均勻法按公式（）進行計算。維修時間要素=加權計算時間數(shù) （KMI）實質運轉時間數(shù)維修時間要素=加權計算時間數(shù) （KMI）實質運轉時間數(shù).(G.1.5D.AfH.6P)GD■HP(6)此中：G——燃用天然氣，1年內帶基本負荷運轉小時數(shù)；D——燃用輕油，1年內帶基本負荷運轉小時數(shù)；H——燃用重油，1年內帶基本負荷運轉小時數(shù)；Af——重油修正系數(shù)；P——1年內帶尖峰負荷運轉小時數(shù)；（KM1）-—考慮焚燒室噴水/蒸汽的修正系數(shù);“起動要素”考慮了機組跳閘甩負荷的修正、緊迫起動的修正和正常起動后迅速加載負荷的修正，用加權均勻法按公式（7）進行計算。起動要素=加權計算起動次數(shù)實質起動次數(shù)n0.5NA-起動要素=加權計算起動次數(shù)實質起動次數(shù)n0.5NA-NB-1.3NP 20E-2F八(a-Ti= i二1NA-NB-NP-EF-T1)Ti(7)此中：NA——1年內帶部分負荷的起停次數(shù)（小于60%負荷）；NB——1年內帶基本負荷的起停次數(shù)；NP——1年內帶尖峰負荷的起停次數(shù)；E——1年內緊迫起動次數(shù)；F——1年內迅速帶負荷的起動次數(shù)；T——1年內打閘次數(shù)；aT——打閘修正系數(shù)；n——打閘種類次數(shù)（如，滿負荷或部分負荷等）；6結論固然在國家（國際）標準中規(guī)定了燃氣輪機等效運轉小時 EOH的計算公式，但三大燃氣輪體制造商并無完整依據(jù)標準公式來計算。 考慮了各項影響機組壽命的因素，三菱和西門子有各自的EOH計算公式，GE企業(yè)則是先規(guī)定了理想狀態(tài)下的熱通道零件檢查間隔期，再用維修系數(shù)來修正。三大燃氣輪體制造商的EOH計算各不同樣，所以，不可以純真從EOH的數(shù)據(jù)上來判斷燃氣輪機質量水平好或壞。念書的利處1、 行萬里路，讀萬卷書。2、 書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟。3、 念書破萬卷，下筆若有神。4、我所學到的任何有價值的知識都是由自學中得來的。 一一達爾文5、 少壯不努力，老大徒傷心。6、黑發(fā)不知勤學早，白首方悔念書遲。 一一顏真卿7、 寶劍鋒從磨礪出，梅花香自嚴寒來。8、 念書要三到：心到、眼到、口到9、 玉不琢、不可器，人不學、不知義。10、一日無書，百