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海上油气设施燃气轮机可靠性提升的技术创新

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成果主要完成人

屈 涛、齐新海、温 伟、刘让斌、廖俊祥、吴二亮、董海亮、吕金洋

项目概况

研究背景: 基于海上油气生产设施燃气轮机潮湿高盐的特殊运行环境,透平机组极易出现燃料喷嘴串扰、可调导叶卡阻、机组机撬压力呈现紊乱、机撬火焰探头频繁故障误报警等系列问题,引发频繁意外停机问题。针对以上瓶颈问题,提出以下技术创新,减少机组意外停机90%以上。 技术难点与创新: 提出双燃料透平机组前吹技术,配置燃油系统前吹装置,使机组燃气模式下自动进行燃油管路冷却气吹扫,消除燃烧室高温气流串扰问题;提出可调导叶(VGV)全自动自检技术,全自动模式开展VGV自检测试,保证可调导叶动作可靠性,消除启机失败和负载调整中喘振余量低引发的停机问题;提出透平机撬压差动态监测技术,购置机撬压差撬外检测点稳态环境和异常风压平衡与疏导流程,消除压差测量的不均质性,杜绝恶劣天气引发的机组关停;提出机撬火焰探头自我感知与远程预警技术,配置机撬火焰探头状态自检测、自清洁与远程智能预警功能,实现探头异常问题自我感知,指导运维人员提前干预和检修。提出机组故障查找与解决智能决策技术,配置故障诊断数据库系统,实现维修数据库快速构建以及故障问题和维修策略精确快速查找,实现智能维修。 成果应用效果: 一是透平机组关停次数指数级降低,由2022年关停12次降低至2023年意外关停1次,彻底消除了透平机组意外停机导致全设施整体工艺关停的瓶颈问题。二是机组运维自动化水平显著提高,将关联设备的故障检维修周期拉长至少三倍。三是使机组故障解决全过程耗时由平均单次3小时降低至25分钟,实现机组故障半小时快速备机的良好效果。 经济效益: 一是减少由透平机组单机关停导致的全设施整体关停进而减少天然气损失达到562.5万元。二是得益于先进技术提出,减少设备维修费与备件费用合计达到40万元。 可推广性: 随着深水天然气资源深度开发,透平燃气轮机在海上油气生产设施的应用将更加成熟和常态。荔湾生产平台进行的先进技术探索,均可在后期各设施的应用中将产生直接和广泛的推广应用效果,稳步推动深水天然气开发技术更加成熟和完善。