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燃气轮机热端部件状态检测 和寿命管理 （文献综述） 蒋洪德 清华大学燃气轮机研究中心 2005-10-17 杭州 主要内容 前言 1.影响燃气轮机热端部件可靠性的主要因素 2.燃气轮机热端部件材料性能降低与损坏的一般 规律 3.热端部件状态检测的技术手段 4.热端部件的性能恢复 5. 热端部件寿命管理技术 前言 四年来通过打捆招标我国新建F/E级燃气轮机联 合循环(GTCC)电站2060万千瓦 2020年全国GTCC将达6000万千瓦(6%) 热端部件价格昂贵，其状态对燃机可靠性和电 站运行成本有重大影响 国外在热端部件的状态检测和寿命管理技术方 面的丰富经验值得我们学习借鉴 1. 影响燃气轮机热端部件可靠性的主要因素 热端部件设计、制造与安装质量 热端部件气动热力、冷却传热、结构强度设计水平与经验 基体材料与涂层材料性能 加工工艺与质量(精密铸造、焊接、热处理、激光与电加工、喷涂) 安装质量(冷却流道尺寸、叶根与叶顶间隙、动平衡等) 燃气轮机运行条件 正常运行工况：累计运行小时、起停次数、负荷特点、燃料特性、 注蒸汽/水等，折算为等效运行小时数EOH 非正常运行工况与事故：超温、超速、外物损伤等 1. 影响燃气轮机热端部件可靠性的主要因素 热端部件费用占电站运行维修总费用的比例 随着年起停次数增多而大幅度增加 1. 影响燃气轮机热端部件可靠性的主要因素 热电站检修与维护能力 检修与维护设备能力 检修与维护人员能力与经验 检修维护策略与质量管理 热端部件修理与备件质量 正确选择热端部件修理厂商 正确选购热端部件备品备件(OEM与替代品) 2. 燃气轮机热端部件材料性能降低与损坏的 一般规律 2. 燃气轮机热端部件材料性能降低与损坏的 一般规律 超级合金(基材)老化：强化γ′相增大、晶界加粗，高 温强度与抗蠕变性能下降 2. 燃气轮机热端部件材料性能降低与损坏的 一般规律 基体材料裂纹 ＊由交变机械-热应力引起，产生裂纹几乎不 可避免 ＊关键是裂纹所在部位、裂纹尺寸与扩展速 度、裂纹可否及何时修复 ＊首先按照燃机运行手册进行处理 ＊积累裂纹数据、总结运行经验、延长使用寿 命 2. 燃气轮机热端部件材料性能降低与损坏的 一般规律 日本E级燃机一级静叶裂纹扩展统计规律[5] ＊21万条裂纹数据 ＊11种典型裂纹模式 结论： 裂纹扩展速度与 运行小时和起停 次数成正比 2. 燃气轮机热端部件材料性能降低与损坏的 一般规律 三菱公司F/G燃机一级静叶裂纹扩展统计规律[6] 两班制日起停机组 基本负荷机组 结论：