廣東華電清遠能源公司：勇開科技創新“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
從立梁架柱謀創新，到蹄疾步穩推創新……在逐夢科技創新、發展新質生產力的航程中，廣東華電清遠能源公司“穩舵”“揚帆”“棹槳”，勇開科技創新“頂風船”，朝著國產燃機創新方向一路行進。
穩舵，定好創新“方向”
重型燃氣輪機被譽為工業裝備制造業“皇冠上的明珠”，是一個國家科技水平和綜合國力的象征，也是發達國家實施嚴格技術封鎖的關鍵設備。為服務國家重大戰略，在國務院國資委的統籌部署下，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電機組。項目于2022年3月正式開工，12月31日實現一次點火成功，創造了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，監盤的工作人員發現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。現場專家和技術人員調閱運行參數曲線進行反復對比、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，發現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減肉，排氣側膨脹節裂紋等問題。
這次進缸檢查，發現的問題多而雜。李林浩敏銳地發現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，清遠公司組織系統內專家至項目現場對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，協調東方汽輪機廠將π形支撐用原材料優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，撐起創新“桅桿”
作為“新機”“樣機”，有問題是常態。
2024年3月20日，G50燃機出現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，發現燃料噴管減肉、燃料密封板環焊縫裂紋、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。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，對尾筒入口導向環的結構進行了結構優化，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、燃機控制系統等關鍵核心部件與系統的可靠性與穩定性，證明了G50燃機具備安全穩定運行的能力和條件。但要充分發揮“國之重器”作用、實現商業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-蒸汽聯合循環機組在性能保證條件下的性能”為目標，開展聯合循環、燃氣輪機、汽輪機、余熱鍋爐、環保五大性能試驗，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，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。經過對參數的詳細對照分析，運行平穩、設備可靠、各種參數符合驗證標準，燃機順利通過國家產品鑒定。
G50燃機從多次檢查檢修、改造優化、試驗驗證直至最終成熟定型，體現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、環保領域推廣的條件，為實現從首臺、數臺制造到批量化、高質量穩定制造提供了“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《新型電力系統下燃氣輪機發電關鍵技術研究與應用》為課題進行新一輪自主創新研究。針對目前存在的科技難點，明確自動燃燒調整技術、進氣系統性能監測及診斷技術、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、聲紋數據庫建設以及基于無代碼可視化G50燃機仿真數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，實現燃機服務自主化、平臺化、市場化和產業化，為我國燃機發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據的采集、匯集和分析，將形成包含故障預警診斷、性能分析、運行優化、經營決策等業務功能的燃機運維技術體系，實現數據的自動分析、尋優和決策，可大幅提高燃氣發電機組經濟性和可靠性水平，降低發電企業生產管理成本，每年可為發電企業帶來300萬元以上的經濟收益。
新使命呼喚新擔當，新征程要有新作為。廣東華電清遠能源公司把實施創新驅動戰略與高質量發展深度融合、高效聯動，勇開科技創新“頂風船”。
責任編輯：于學華
