《装备维修技术》2021年第1期AE94.3A型燃机排气过渡段损坏原因分析及对策黄景参（中电四会热电有限责任公司，广东 肇庆 526000）摘 要：中电四会项目配两台安萨尔多AE94.3A型燃机，在机组投运后短时间多次出现燃气排气过渡段损坏情况，本文通过分析成因，提出了解决的办法，对其他同类型机组也有参考意义。关键词：安萨尔多；AE94.3A；排气过渡段；损坏；分析及对策。燃气-蒸汽联合循环机组拥有灵活、快速、环保、高效、高自动化程度高等优势，近年呈蓬勃发展之势。特别是在广东、江苏等经济发达地区，燃气蒸汽联合循环机组正占据着越来越重要的地位。AE94.3A型F级燃机作为上海电气与安萨尔多合作后国内重点推广机型，此前国内均无相关研究。中电四会项目是国内第一个投产的AE94.3A型F级燃机，在运行初期，燃机排气过渡段多次出现损坏情况，最严重时候排气扩散段外部严重超温，本文通过分析成因，提出优化方案，解决了过渡段反复损坏、影响机组安全运行的问题。1、机组概况中电四会项目共两套“一拖一”燃气-蒸汽联合循环机组配置两台310MW容量AE94.3A型F级燃机、两台余热锅炉、两台140MW蒸汽轮机。其中AE94.3A型燃机单机效率约40%，最大气耗量80000Nm3/h。压气机为15级，压比20，2级进气可调导叶。燃烧室为环形，共24个燃烧器。透平4级。性能保证工况下烟气流量2460t/h，排烟温度584.7℃，排烟压力104.6kPa。2、燃机排气系统配置情况中电四会项目燃气排气出口设置金属膨胀节，用以吸收燃机排气出口部件膨胀。在金属膨胀节段设置有内导流圈，通过导流圈后油过渡段与扩散段进行连接，正常情况过渡段可以有效吸收金属膨胀节剩余膨胀量，并将燃机排气安全通过扩散段排入锅炉。燃机排气过渡段内护板一圈共分为8块，采用A型板支撑，螺栓焊接在支撑板上；内护板沿圆周方向均布两排直径50mm螺栓孔，螺栓与螺母点焊；螺母与垫片点焊；6块内护板可自由膨胀伸缩。过渡段整圈宽度1100mm，采用三排螺栓固定，螺栓间距约320×500mm。图1：AE94.3A燃机排气过渡段图1：AE94.3A燃机排气过渡段局部详图3、排气过渡段损坏情况2018年4月15日，燃机运行500小时后对排气通道进行检查时发现：#2机排气过渡段金属膨胀节出现部分内护板、部分螺栓、螺母、垫片松脱断裂情况；#4机也存在部分内护板压紧螺母松动、螺栓断裂情况。此外在4月27日，至8月6日，又多次进行修复，期间，过渡段及扩散段外部出现严重超温情况。4、过渡段损坏原因分析处理4.1原因分析 AE94.3A型F级燃机排气温度约为585℃，在正常运行时，扩散段和排气段的连接通过过渡段和金属膨胀节吸收膨胀量。通过检查损坏的过渡段部位，发现多处固定螺栓断裂，甚至内护板也出现撕裂的情况。经检查发现：固定螺栓采用焊接在A型支撑板上方，在实际焊接固定螺栓过程中，很难与理论膨胀需要的中心点实现完全对中，尽管有直径50mm的膨胀孔，但加上安装方面偏差等原因，进一步加剧了膨胀偏差，因此多次出现了膨胀受限、螺栓断裂情况。4.2优化方案结合四会项目运行的情况，决定做如下改变：1）改变固定方式，将原来A板加螺栓改为直径用30mm不锈钢螺栓从根部直接焊接固定。2）改变间距，将螺柱间距改为30×30mm，总体增加一圈固定螺柱。3）将内护板有原来8块采用焊接拼接成4块，减少膨胀位移偏差量。4）对垫圈和螺母进行焊接固定，拧紧螺母时，必须采用力矩扳手，其拧紧力矩约为 54Nm，然后螺母倒退半圈，螺柱与螺母点焊，螺母与垫圈点焊。 5）保温材料由 4×50+20 规格的保温毯加上 2mm高硅氧纤维布组成，安装时必须采用错缝、压缝和 挤缝的方法。最后将保温层压缩至 200mm。 在2020年8月，四会#4燃机率先完成正式优化改造，至2020年11月，经多次内部检查，发现整体情况良好，没有出现螺栓断裂情况。 5、结论四会项目AE94.3A型F级燃机是国内第一个投产的项目，没有成熟的经验可循，燃机排气国内厂家也是首次配合这类机型，因此，没有充分掌握这类机型排气段膨胀相关参数细节，在工程应用实例上缺乏可参考量，因此，出现问题也是正常，在出现问题后，及时采取措施进行优化，实践证明，优化是可行的，运行结果也是可靠了，经优化后，彻底解决了AE94.3A型F级燃机排气段问题，给国内用户也带来积极参考意义。 参考文献：［1］ 燃气-蒸汽联合循环发电设备及运行杨顺虎，中国电力出版社2003年10月［2］ 燃气轮机与联合循环（第二版）:姚秀平 主编出版社:中国电力出版社出版时间:2017年07月 ［3］ 现代燃气轮机技术 李孝堂 / 航空工业出版社 / 2006年11月作者简介：黄景参（1978-），男，广东四会，本科，工程师，中电（四会）热电有限责任公司，研究方向：燃气-蒸汽联合循环 —161—
