氣渦輪機第一、二級靜葉片之再生處理研究

智慧創造價值 優良員工提案專題

672期

243
0
2
圖、文 綜合研究所 黃至才

優秀的公司及優秀的團隊

綜合研究所吳憲政博士從組長晉升到主任,帶領更大的團隊持續努力著,因為備載容量不足的情形,各發電廠、電力修護處、綜合研究所共同努力縮短工期,減少機組維護的頻率,作為發電主力的複循環機組更是如此,有顯著的研發成果及績效,期間有團隊成員的不辭辛勞、鍥而不捨才能得到今日的成果。

提案背景

大潭發電廠第3~6號氣渦輪機組皆屬於MHI 501G型氣渦輪機,為本公司目前運轉中、次高燃氣溫度的先進氣渦輪機組,三菱公司將其渦輪機第一、二級靜葉片之母材高溫性質增強,並且以噴銲絕熱塗層降低材料在高溫時的損傷,按照三菱公司的維護理念,葉片經1萬6千小時運轉後,須針對損傷之葉片進行塗層再生處理,以避免因塗層剝落造成進一步的基材劣化及龜裂。每一部機組一年須花費新臺幣6,000萬元的再生維護支出。

綜合研究所的葉片再生研發團隊,自始至終的努力目標為「緊急維護處理,解決電廠急迫困難問題,降低公司維護支出,成為渦輪機專業維護製程研發之創新者」。自民國90年以來,持續建立氣渦輪機熱段組件,各種再生技術及產線技轉於電力修護處,實質替公司解決研發及量產問題,由本所及電力修護處團隊合作葉片再生相關技術,共同創造並努力發揚光大,為公司帶來更大的效益,更期盼將相關製程技術持續應用於渦輪機不同組件之再生維護使用。

先進氣渦輪機靜葉片之再生與製程研發目標

葉片再生處理,乃是針對固定運轉週期而產生劣化之損傷葉片,進行重新塗層噴銲處理,將損傷的結構銲修以回復強度並延長壽命,因應提供機組維修週期延長之需要,經過多年的研發,已建立氣渦輪組件再生所需之氬銲銲補、雷射粉末銲接、電漿噴銲、高速火焰噴塗及雷射鑽孔等技術,持續開發的目標在先進絕熱塗層技術,如雷射蒸鍍奈米結構絕熱塗層及電漿噴銲技術,期盼將來也可以達到M501G/J等先進機組組件再生以及降低NOx排放之要求。

靜葉片再生困難之克服

氣渦輪機葉片再生處理技術不斷地隨科技發展而進步,在國外原製造廠及葉片維修公司,如奇異、三菱、西門子和 PSM 等公司皆已進行多年,但國外廠商之研究技術基於商業利益,不會輕易分享技術細節,本公司需靠自行研發,才能建立完整的技術產業鏈。M501G機組的靜葉片使用更先進的絕熱塗層與更複雜的冷卻孔設計,降低葉片母材在運轉過程中所承受之高溫。因此為了因應原廠葉片的性能提升,重要的再生製程研發包含先進絕熱塗層開發、葉面冷卻孔的重建與葉片裂紋的銲補。先進絕熱塗層的開發方向如垂直裂縫的結構塗層以加厚鍍層,或者噴塗航太級的低熱傳導鍍層,此外還需克服塗層剝落的問題,而針對冷卻孔重建及葉片的銲補則需應用雷射鑽孔技術及高溫氬銲或雷射銲補技術。

電力修護處及綜合研究所再生研發團隊再生之M501G氣渦輪機第一、二級靜葉片,在實際應用於現場機組時,發生因原廠再生葉片塗層剝落事故,而造成本所再生測試之第二級靜葉塗層部份剝落而局部損傷的情況,因此為了改善葉片絕熱塗層的強度而選用了抗沖蝕塗層材質,以確保機組之可靠度與可用率。本所藉由技術之創新研發、國外相關參考文獻資料收集以及研究人員的實務創意研究,順利的突破許多再生之技術瓶頸,完成了葉片再生實務製程之雛型,以便後續持續精進研發。

執行效益與推廣

本案之噴銲再生製程經實驗測試結果,建立本公司自主性低成本之葉片再生技術,並實際應用於電廠M501G第一、二級靜葉之再生處理,每只葉片自行再生相較原廠節省新臺幣45萬元以上,平行展開M501G四部機第一級靜葉及兩部機第二級靜葉再生,相較原廠可節省新臺幣7,500萬元。

若推廣應用於M501G四部機之第一、二級動葉片再生,相較原廠可節省約7,500萬元。相關技術亦可推廣應用於M501G與M501F之內外氣封、彎管及氣封環與靜葉環等熱段組件之再生處理。

相關文章

第一線櫃檯人員服務楷模選拔活動 服務沒有最好 只有更好

櫃檯是每家公司的門面,也是民眾最初建立印象的地方,因此在櫃檯服務的第一線同仁,肩負著提升企業形象及擦......

資產活化 老倉庫新生再生的配電中心土地

當年經過一波三折才取得的配電中心土地,由於適逢國際燃料大幅飆漲,電價卻「凍漲」,而導致財務發生困難,......

107年度電力通信技術暨業務會議紀實 硬派水牛的跨域成長

電力通信處維護會議至今已持續30幾年,現今會議已轉為通信技術暨業務會議,轉型後除了內容更加豐富,也提......

結合智慧手機通訊 開發人機介面添翼

國內人口密集,都會規劃發展迅速,為因應科技與民生的需求,管線單位(油、電、水及瓦斯等)逐年配合政策推......

新機組試運轉期間 爭取合理申報方式 節省上億空污費

燃煤電廠新機組試運轉期間,空污費申報方式在法規規定上並不明確,恐將使費額大增上億元之譜;本案即在謀求......

專業導覽員 用熱情照亮電力大地

台電透過《電力大地─台灣電力文化資產保存特展》,讓大家看見臺灣電力百年發展史。從水力發電工程一直到工......