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台电金鸡母「叶片再生」化腐朽为神奇 20年省下50亿元

台电除了稳定供电外,很多人不知道他们也有工厂型的研究单位,其中号称为「台电金鸡母」的「叶片再生」技术,20年来至少替台电省下50亿元。▲岁修旺季,全台各地电厂的发电机组都需要维修。由于每年岁修旺季,全台各地电厂的发电机组都需要轮番维修,一根造价10亿元的气涡轮机转子叶片因为高温损坏,就成了维护发电机组的最大成本之一,于是他们成立叶片再生工厂,靠着自行研究,如今已有2条生产线,不只省下高额的购置备品费用,还能有效缩短大修期程。电厂大修现场,发电机组零件曝光,造价10亿元的气涡轮机转子上头,这每一支超合金叶片价格就好比一台进口车。大潭发电厂热机模组工程师邱朝阳:「因为它要承受1500度C的燃气,它的所处的压力环境也很高,所以这个我们跟原厂买的话,一支的新品大概是新台币100万,那第一级的话总共有54支叶片,所以第一级大概就是5400万上下。」▲工程师逐片清理、检查叶片。小心仔细将叶片卸除,逐片清理检查,为了延续涡轮叶片的使用寿命,台电综研所从2000年开始研发「叶片再生」技术。综研所能源研究室主任吴宪政:「第一级动叶,原厂希望是3万3000(等效运转时数)要丢掉,他每一次都叫你要换新的叶片,或是叶片有断就要全部换新,那我们是不是可以从运帷观点我可以节省这个成本。它可以自动扫描这个叶片。」实际直击,大修拆卸下来的叶片被送进再生工厂,每一支都得经过精密测量注记身分,再经过X光确认损坏处。▲工程师利用喷砂把氧化层跟涂层去除。综研所技术员侯志铭:「我们在这个地方有发现说,叶片内部有一条缺陷,那我们判定这个缺陷为裂缝。」进入再生历程前,首要任务是去除叶片旧涂层,他们打造出「绿能喷砂屋」,在货柜上建置太阳能板与风机发电,不但节能减碳,更是可移动的「负压隔离工厂」。综研所工程师罗济灏:「我们利用喷砂的工作,把氧化层跟涂层去除,那考量到喷砂的环境是粉尘的环境,那我们就是有利用负压的设计来避免粉尘外洩。」褪去涂层的叶片母材最常出现裂缝或缺角,在没有原厂的应援下,综研所突破万难,终于自行开发出雷射粉末銲修的关键技术,结合机械手臂与3D列印,让损害严重的叶片能够回到原始状态。▲自行开发技术可节省维修所需的往返等待时间。综研所资深机械研究专员李日辉:「这个第4代的同轴送粉头,因为光跟粉末同轴送出,所以可以聚焦在更好的一个点上,然后我们还可以自行调配成分来因应我们要焊接的东西」让叶片恢复应有强度后,接着利用5轴CNC加工,进行局部精修。最后先喷涂上耐高温氧化的金属底层,再喷陶瓷绝热涂层来延长叶片使用寿命,不倚靠原厂,自行开发技术省下庞大耗材费用,也节省维修所需的往返等待时间,协助台湾挺过多次供电危机。综研所能源研究室主任吴宪政:「公司有任何叶片坏掉,我们就可以出手来帮忙,不必等到原厂。那如果说紧急供料的需求像电厂大修,有东西坏掉了我马上可以维修,可以让它甚至缩短大修工期。」但由于叶面形状决定运转效率,为了不让叶片尺寸产生分毫改变,每一道制程后都还要再经过3次元精密量测,确保机组能够安全运转。▲在货柜上建置太阳能板与风机发电,打造绿能喷砂屋。综研院机械研究专员锺震洲:「它的精密程度可以小于1(微米)的等级,就像我们人的头发细细、小小的头发,它可以量出,它的直径是多少,它回装的时候这个形状如果不对的话,它有可能装不进去。」前前后后经过超过30道的严密制程,再生后的叶片就能送回电厂回装,成本是购买原厂新品的5分之1。综研所能源研究室主任吴宪政:「现在在产线来讲,最多大概是2000片到2500百片,可以帮公司节省的费用大概是至少(每年)台币2亿元到4亿元之间。」「叶片再生」技术堪称台电金鸡母,长年以来至少替公司省下50亿元,综研所持续研发,并把技术延伸应用,为台湾电业催生新战力。(杨欣怡整理)

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