（国电投周口燃气热电有限公司 河南周口 466200）
摘要：随着我国城市化进程的加快，能源发展转型逐渐深入，人们思想不断的提高，节能及环保问题日益受到重视。为改进能源利用，减少环境的污染，以燃气轮机作为主要设备的燃气-蒸汽联合循环发电机组，作为清洁高效、环保绿色的发电技术，由于其启停迅速、清洁高效、运行灵活等优点在电力行业中被广泛建设应用。燃气轮机作为一种高端动力装备，代表着一个国家装备制造业的发展水平，但在国内机组多用于调峰运行的情况下，会因为受到多种因素的影响而发生故障，进而使燃气发电企业的效益产生损失，因此需要加强对燃机的故障诊断和维护。
关键词：燃机故障诊断；运行维护技术
引言
燃气轮机的应用体现了实现天然气高效利用，优化我国能源结构的意义，具有发电效率高、调峰能力强、污染排放小等优势，机组自动化程度较高，可实现一键启停，但作为一种机器，燃气轮机不可避免地存在故障问题，如果不能及时作出诊断和处理有可能发展为比较严重的安全事故，所以做好故障检查和运行维护工作具有重要的意义。
1燃机故障的诊断方法
1.1专家系统故障诊断法
设备工程师会记录燃机的每一次故障情况，结合自身的工作经验对故障情况和征兆做出总结性的分析，明确设备常见的故障问题并并制定出针对性的故障解决方案，当再一次发生设备故障时可以直接使用故障解决方案来解决问题。专家系统故障法是目前应用比较多的故障诊断方法，对检查人员的知识储备和技术要求相对较低，具有较高的故障诊断效率，关于设备故障的相关数据需要的存储空间很小，方便程序和系统开发。专家系统故障诊断法的问题在于它所能够诊断的故障都是设备在以往曾经出现过的故障问题，对于新的故障问题并没有能够匹配的原型，所以比较容易产生错误的故障诊断结果，这对设备的正常和安全运行不是特别有利，有时可能会缩短燃气轮机的运行寿命。
1.2神经网络诊断法
该方法是一种比较抽象的故障诊断方法，其原理是从故障的征兆到故障源的映射，从而显示出二者之间的关联性。和其它方法相比较，神经网络诊断法具有非线性的特点，能够高度容错，体现关联记忆。但神经诊断法并不能反映出故障征兆和故障源的确切、详细的关系，导致诊断人员不得不花费更多的时间分析二者之间具体的关系。神经网络诊断系统不具备存储功能，所以诊断能力比较低，诊断出错误结果的情况比较多，甚至会影响检修人员的专业判断，导致设备故障无法及时得到有效的处理。
1.3混合智能故障诊断法
这种诊断方式主要是考虑到因燃气轮机有很多中不同的型号，所以不能套用同一套诊断方法，以尽量控制诊断失误的情况。在诊断的过程中根据不同类型燃气发电机组的系统参数，将专家系统诊断法和神经网络诊断法相互结合，通过选择合适的模糊参数进行查询，确定故障后检修人员观察故障现场的损坏程度，通知现场工作人员进行处理的具体方法，排除故障。
2燃机高温部件的损伤原因
2.1燃机部件的热疲劳
燃机部件的热疲劳是指燃机中的高温部件在受到热应力的作用下，由于受热的温差变化比较大，鉴于零部件材料的原因，会出现疲劳损坏的现象。燃机部件的热疲劳主要和燃机运行的方式有关，但热疲劳是不可避免的。在燃气轮机运行过程中，要经过启动、点火、冲转、加减负荷和停机的过程。在这些过程中，温度的变化会对燃机部件产生不同程度的损坏，特别是在启停及运行过程中对高温部件的损坏影响较大。因此需尽量选择合适启动方式，缓慢加减负荷来保护高温部件。例如，燃气轮机叶片属于高温部件，在点火启动和负荷升高的过程中尤其要注意温度的变化，因为叶片的边缘受入口侧的影响，温度上升更快，而叶片的其它部位会产生热应力，导致叶片其它部位发生收缩，如果升温过快就可能出现叶片涂层脱落，当停机时，热应力正好相反，也会损坏叶片涂层部件。严重时叶片可能出现烧损的现象。
2.2燃机部件的蠕变
燃机的高温部件会长时间运行，高温部件的材料会慢慢发生基质蠕变。并且在高温环境下长时间运行，使得基体组织晶粒的晶界变得脆弱，这导致基体材料的抗蠕变性，持续轻度弱化，最后出现了塑性变形现象，进而严重影响了燃机的运行。
2.3燃机部件的氧化和腐蚀
高温部件是燃机的重要组成部分，为了保护所有的高温部件，主机厂在基体材料的外侧涂上一层保护层可以保护燃机高温部件不容易氧化和腐蚀。但在机组长期运行后，高温部件，尤其是动、静叶片表面的保护涂层还是容易被侵蚀和脱落，导致燃机高温部件在高温环境下暴露出来，基体材料产生氧化和腐蚀，影响燃气轮机的安全运行。
3燃机高温部件的运行维护技术
3.1内窥镜检查
利用内窥镜检查能够有效的降低维护成本，提高燃机的运行效率。在停机期间，通过内窥镜能够检查出燃机内部高温部件的运行状态，看其是否存在烧蚀、裂纹以及涂层脱落等现象，然后根据检查到的结果，制定出合理的检修计划，从而有针对性的购置更换备件。这种检查方式为检修计划的制定提供了有利的依据，减少了不必要的检修次数，在降低检修成本的基础上，有效的提高燃机的运行效率。
3.2在线运行参数监测
在线监测在技术上更加先进，通过在线监测能够及时的掌握燃机的运行状态，从而及时发现燃机的故障。在线监测的运行参数主要包括燃机负荷与对应的排气温度、振动数据、燃料流量和压力、排气温度及其分散度的变化等。在获取监测数据后，建立一个高温部件在正常运行状态下的基准数据，在燃机运行的过程中，将采集到的数据与基准数据进行对比，如果与基准数据之间存在较大的偏差，就说明部件的状态出现异常，在线监测系统可以对故障进行快速的排查与诊断。燃机排气温度及其分散度的监测尤为重要，原因在于大部分燃烧系统故障均首先体现在排气温度分散度的变化上。所以应该加强对排气温度场的监测力度，如果对比数据出现较大的变动，则说明燃机的运行状态出现恶化的迹象，需要及时检修。
3.3金属监督
燃机高温部件的金属质量监测分为破坏性监测及非破坏性监测。破坏性监测受检于高温部件的材料力学性能、金相分析以及热处理性能试验；而非破坏性监测指的是窥镜、渗透、磁粉、超声、射线等检测等。燃机高温部件的金属监测需要建立在非破坏性监测上，设立高温部件的相关技术档案，对所使用的部件材料能够充分的认识、掌握，并且要对主机制造商提供的燃机维修手册中对高温部件的控制标准熟悉。燃气轮机故障检测，分析和采集是我国目前的研究难点，需要更多经验丰富的工程技术人员和专家进行研究和诊断。但故障机制的维护在任何时候都是促进科技发展的技术手段，故障机理研究的重点是定量表征研究，研究整个体系的状态指标和判断阀值将是未来需要研究的主要方向。在故障诊断方法上，采用人工神经网络和专家系统知识相结合的综合方法，能够证明这种故障检测的可行性。如何使诊断方式有更大的突破，能够建立数学模型的方法对燃气轮机故障作出诊断，解决燃气轮机快速故障诊断遇到的瓶颈问题，目前仍是一个研究热点。
结语
综上所述，燃气轮机运行的安全与稳定是关系电力行业发展的大事，目前，针对燃机故障问题已经形成了比较完善的故障诊断方法。但是仍然需要专业的工程技术人员不断提高自身的技术水平，深入分析各种设备运行问题，更好的排除、及时发现、有效解决燃气轮机故障问题。
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