記者陳以嘉、俞戒航/綜合報導

台電除了穩定供電外,很多人不知道他們也有工廠型的研究單位,其中號稱為「台電金雞母」的「葉片再生」技術,20年來至少替台電省下50億元。

▲歲修旺季,全台各地電廠的發電機組都需要維修。

由於每年歲修旺季,全台各地電廠的發電機組都需要輪番維修,一根造價10億元的氣渦輪機轉子葉片因為高溫損壞,就成了維護發電機組的最大成本之一,於是他們成立葉片再生工廠,靠著自行研究,如今已有2條生產線,不只省下高額的購置備品費用,還能有效縮短大修期程。

電廠大修現場,發電機組零件曝光,造價10億元的氣渦輪機轉子上頭,這每一支超合金葉片價格就好比一台進口車。

大潭發電廠熱機模組工程師邱朝陽:「因為它要承受1500度C的燃氣,它的所處的壓力環境也很高,所以這個我們跟原廠買的話,一支的新品大概是新台幣100萬,那第一級的話總共有54支葉片,所以第一級大概就是5400萬上下。」

▲工程師逐片清理、檢查葉片。

小心仔細將葉片卸除,逐片清理檢查,為了延續渦輪葉片的使用壽命,台電綜研所從2000年開始研發「葉片再生」技術。

綜研所能源研究室主任吳憲政:「第一級動葉,原廠希望是3萬3000(等效運轉時數)要丟掉,他每一次都叫你要換新的葉片,或是葉片有斷就要全部換新,那我們是不是可以從運帷觀點我可以節省這個成本。它可以自動掃描這個葉片。」

實際直擊,大修拆卸下來的葉片被送進再生工廠,每一支都得經過精密測量註記身分,再經過X光確認損壞處。

▲工程師利用噴砂把氧化層跟塗層去除。

綜研所技術員侯志銘:「我們在這個地方有發現說,葉片內部有一條缺陷,那我們判定這個缺陷為裂縫。」

進入再生歷程前,首要任務是去除葉片舊塗層,他們打造出「綠能噴砂屋」,在貨櫃上建置太陽能板與風機發電,不但節能減碳,更是可移動的「負壓隔離工廠」。

綜研所工程師羅濟灝:「我們利用噴砂的工作,把氧化層跟塗層去除,那考量到噴砂的環境是粉塵的環境,那我們就是有利用負壓的設計來避免粉塵外洩。」

褪去塗層的葉片母材最常出現裂縫或缺角,在沒有原廠的應援下,綜研所突破萬難,終於自行開發出雷射粉末銲修的關鍵技術,結合機械手臂與3D列印,讓損害嚴重的葉片能夠回到原始狀態。

▲自行開發技術可節省維修所需的往返等待時間。

綜研所資深機械研究專員李日輝:「這個第4代的同軸送粉頭,因為光跟粉末同軸送出,所以可以聚焦在更好的一個點上,然後我們還可以自行調配成分來因應我們要焊接的東西」

讓葉片恢復應有強度後,接著利用5軸CNC加工,進行局部精修。最後先噴塗上耐高溫氧化的金屬底層,再噴陶瓷絕熱塗層來延長葉片使用壽命,不倚靠原廠,自行開發技術省下龐大耗材費用,也節省維修所需的往返等待時間,協助台灣挺過多次供電危機。

綜研所能源研究室主任吳憲政:「公司有任何葉片壞掉,我們就可以出手來幫忙,不必等到原廠。那如果說緊急供料的需求像電廠大修,有東西壞掉了我馬上可以維修,可以讓它甚至縮短大修工期。」

但由於葉面形狀決定運轉效率,為了不讓葉片尺寸產生分毫改變,每一道製程後都還要再經過3次元精密量測,確保機組能夠安全運轉。

▲在貨櫃上建置太陽能板與風機發電,打造綠能噴砂屋。

綜研院機械研究專員鍾震洲:「它的精密程度可以小於1(微米)的等級,就像我們人的頭髮細細、小小的頭髮,它可以量出,它的直徑是多少,它回裝的時候這個形狀如果不對的話,它有可能裝不進去。」

前前後後經過超過30道的嚴密製程,再生後的葉片就能送回電廠回裝,成本是購買原廠新品的5分之1。

綜研所能源研究室主任吳憲政:「現在在產線來講,最多大概是2000片到2500百片,可以幫公司節省的費用大概是至少(每年)台幣2億元到4億元之間。」

「葉片再生」技術堪稱台電金雞母,長年以來至少替公司省下50億元,綜研所持續研發,並把技術延伸應用,為台灣電業催生新戰力。(楊欣怡整理)

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