廣東華電清遠能源公司：勇開科技創(chuàng)新“頂風船”
來源：中國能源新聞網 時間：2025-01-03 16:53
全海英 杜選敏
從立梁架柱謀創(chuàng)新，到蹄疾步穩(wěn)推創(chuàng)新……在逐夢科技創(chuàng)新、發(fā)展新質生產力的航程中，廣東華電清遠能源公司“穩(wěn)舵”“揚帆”“棹槳”，勇開科技創(chuàng)新“頂風船”，朝著國產燃機創(chuàng)新方向一路行進。
穩(wěn)舵，定好創(chuàng)新“方向”
重型燃氣輪機被譽為工業(yè)裝備制造業(yè)“皇冠上的明珠”，是一個國家科技水平和綜合國力的象征，也是發(fā)達國家實施嚴格技術封鎖的關鍵設備。為服務國家重大戰(zhàn)略，在國務院國資委的統(tǒng)籌部署下，在集團公司、廣東公司的大力指導和支持下，清遠公司建設、應用首臺由東方電氣耗時十余年研制的全國產化F級50兆瓦重型燃氣輪機發(fā)電機組。項目于2022年3月正式開工，12月31日實現(xiàn)一次點火成功，創(chuàng)造了25天完成燃機安裝、從開工到并網僅用時9個月的“中國速度”。2023年3月8日正式轉入商業(yè)運行，標志著我國已全面掌握F級重型燃氣輪機研制、試驗、施工、調試等方面的標準體系和工藝規(guī)范，為清潔能源領域提供自主可控全鏈條式的“中國方案”。面對這臺“爭氣機”，清遠公司全力以赴。
2023年3月，監(jiān)盤的工作人員發(fā)現(xiàn)1號燃燒器頭部溫度較其余燃燒器高出約10華攝氏度，對應葉片通道溫度偏差相應升高?，F(xiàn)場專家和技術人員調閱運行參數(shù)曲線進行反復對比、討論研究、試驗調整，但問題始終沒有得到解決。
清遠公司黨委當機立斷，決定對燃機進行解體檢查。3月18日第一次正式解體，專家、技術人員把這個“大家伙”團團圍住。“我是帶頭人，有問題我先上”，項目負責人李林浩說道，第一個進入燃燒器和透平缸體內，仔細查看著每個部件，發(fā)現(xiàn)G50燃機的燃燒器噴管斷裂，尾筒π型支撐斷裂、涂層脫落，透平葉片涂層脫落，部分葉片受到異物打擊出現(xiàn)減肉，排氣側膨脹節(jié)裂紋等問題。
這次進缸檢查，發(fā)現(xiàn)的問題多而雜。李林浩敏銳地發(fā)現(xiàn)最核心的問題其實是尾筒π型支撐斷裂進入透平部分導致葉片減肉問題。針對這個問題，2023年5月11日—12日，清遠公司組織系統(tǒng)內專家至項目現(xiàn)場對G50燃機檢修情況進行評估，明確問題處理方案；5月13日—7月15日，協(xié)調東方汽輪機廠將π形支撐用原材料優(yōu)化為強度更高疲勞強度的材料，內側增加墊片，降低π形支撐螺栓安裝力矩，同時更換燃燒器噴嘴加工方式，增加外徑尺寸和壁厚，提高疲勞強度。11月18日，開機檢驗，燃燒器及對應葉片通道溫度偏高問題得到有效解決，G50燃機的安全性進一步提升。
揚帆，撐起創(chuàng)新“桅桿”
作為“新機”“樣機”，有問題是常態(tài)。
2024年3月20日，G50燃機出現(xiàn)一級動葉受異物打擊導致減肉問題。4月19日，清遠公司進行第二次解體檢查，發(fā)現(xiàn)燃料噴管減肉、燃料密封板環(huán)焊縫裂紋、燃燒器π型支撐脫落、一級動葉受異物打擊、彈簧夾片脫落、氣封體減肉磨損等諸多問題。
尾筒π型支撐斷裂導致一級動葉受異物打擊問題再次出現(xiàn)。清遠公司立即組織內外部生產專家和項目建設人員召開圓桌會議，查找原因，最終認定原因為尾筒入口導向環(huán)長期運行中殘余應力釋放以及高溫下的短時蠕變，產生永久性非均勻塑性變形擠壓π型支撐斷裂。
“同樣的問題再次發(fā)生，必須找到徹底根治的辦法。”年僅28歲的“全重分室”技術人員楊鷹毫不膽怯。2024年5月，楊鷹會同東方汽輪機廠專家，對尾筒入口導向環(huán)的結構進行了結構優(yōu)化，降低π型支撐應力集中的風險，提高了設備運行的可靠性。
至此，經過兩次解體檢修，G50燃機順利完成了部分部件材料、工藝技術更新，成功解決了17項70條問題缺陷，機組可靠性更強。
棹槳，奮楫創(chuàng)新“浪潮”
至2024年9月5日，G50燃機完成滿負荷運行2000小時，累計等效運行超過3000小時。充分驗證了壓氣機、透平葉片、燃燒筒內壁涂層、燃機控制系統(tǒng)等關鍵核心部件與系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性，證明了G50燃機具備安全穩(wěn)定運行的能力和條件。但要充分發(fā)揮“國之重器”作用、實現(xiàn)商業(yè)化推廣還需要一場性能試驗“大考”來檢驗。
9月5日—6日，清遠公司技術團隊以“準確掌握機組投產后的性能，驗證燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組在性能保證條件下的性能”為目標，開展聯(lián)合循環(huán)、燃氣輪機、汽輪機、余熱鍋爐、環(huán)保五大性能試驗，認真觀察40%、50%、60%、75%、80%、100%負荷下G50燃機各部件的溫度、壓力，同時在滿負荷時提升溫度參數(shù)，不斷試驗G50燃機各部件的設備性能，得出G50燃機是否具備安全穩(wěn)定運行的結論和廣泛推廣應用的條件。
2024年9月19日，國家有關部委、院士、集團公司、制造廠家和相關院校等業(yè)內大咖云集清遠公司，共同鑒證G50燃機的設備性能。經過對參數(shù)的詳細對照分析，運行平穩(wěn)、設備可靠、各種參數(shù)符合驗證標準，燃機順利通過國家產品鑒定。
G50燃機從多次檢查檢修、改造優(yōu)化、試驗驗證直至最終成熟定型，體現(xiàn)了國產燃機核心關鍵部件技術日趨成熟，具備向國防、交通、能源、環(huán)保領域推廣的條件，為實現(xiàn)從首臺、數(shù)臺制造到批量化、高質量穩(wěn)定制造提供了“中國方案”。
海不拒細流，方能成其大。山不拒細壤，方能就其高。清遠公司依托“全重分室”開展科技探索和試驗，以《新型電力系統(tǒng)下燃氣輪機發(fā)電關鍵技術研究與應用》為課題進行新一輪自主創(chuàng)新研究。針對目前存在的科技難點，明確自動燃燒調整技術、進氣系統(tǒng)性能監(jiān)測及診斷技術、透平部件壽命預測及健康管理、熱端部件涂層失效的壽命預測、聲紋數(shù)據(jù)庫建設以及基于無代碼可視化G50燃機仿真數(shù)字孿生模型的能效診斷及經濟運行策略、基于多源融合的G50燃機故障預警診斷及維護決策技術等7項課題。一俟突破，將有效帶動燃氣輪機智慧運維和檢測評估等能力的提升，打破國外燃機技術壟斷，實現(xiàn)燃機服務自主化、平臺化、市場化和產業(yè)化，為我國燃機發(fā)電自主可控和供應鏈安全做出貢獻。與此同時，通過對燃機生產大數(shù)據(jù)的采集、匯集和分析，將形成包含故障預警診斷、性能分析、運行優(yōu)化、經營決策等業(yè)務功能的燃機運維技術體系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動分析、尋優(yōu)和決策，可大幅提高燃氣發(fā)電機組經濟性和可靠性水平，降低發(fā)電企業(yè)生產管理成本，每年可為發(fā)電企業(yè)帶來300萬元以上的經濟收益。
新使命呼喚新?lián)敚抡鞒桃行伦鳛?。廣東華電清遠能源公司把實施創(chuàng)新驅動戰(zhàn)略與高質量發(fā)展深度融合、高效聯(lián)動，勇開科技創(chuàng)新“頂風船”。
責任編輯：于學華
