1、火電廠輔機設備的狀態(tài)檢修技術開發(fā)(1)    摘 要火電廠輔機設備的狀態(tài)檢修技術開發(fā)是電廠狀態(tài)檢修整體技術的重要部分，熱工研究院開發(fā)采用的離線狀態(tài)監(jiān)測在線系統(tǒng)安全性監(jiān)測在線系統(tǒng)經濟性監(jiān)測綜合故障診斷與維修決策支持模式，是一個具有自主知識產權的新嘗試。在福建電廠的成功實施表明，這種新模式比較適合中國電廠實際情況和需求，實現了創(chuàng)新性和實用性相結合的開發(fā)要求。    一、背景    隨著電力體制改革的深入，發(fā)電廠對發(fā)電成本的控制越來越嚴格，如何合理的減少維修費用，同時有效提高運行安

2、全性己是當務之急。汽輪機、鍋爐等主機雖然是關鍵設備，但其制造技術已較成熟，監(jiān)測技術也較完善，故其可靠性都比較高，由于火電廠系統(tǒng)復雜，而一些輔機設備往往是火電廠設備狀態(tài)監(jiān)測的薄弱環(huán)節(jié)，是造成機組非計劃停機的主要原因之一，保證輔機設備的安全運行是電廠日常維護和維修的重要內容。同時，任何一個系統(tǒng)或主要輔機設備的故障都會影響電廠的經濟性，造成發(fā)電成本的增加。因此，開展火電廠輔機狀態(tài)監(jiān)測工作，保證火電機組主要輔機設備良好的運行狀態(tài)，達到優(yōu)化檢修的目的，具有十分重要的意義。近年來，針對輔機部件的狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術的發(fā)展十分迅速，輔機部件（電動機和轉動部件等）的狀態(tài)監(jiān)測技術已經成熟。主要的技術包括：

3、0;   1. 振動診斷技術；    2. 油液分析技術；    3. 紅外線設備診斷技術；    4. 超聲波泄漏監(jiān)聽技術。振動監(jiān)測技術主要是應用在線和便攜式振動監(jiān)測儀器，對設備的振動頻譜進行連續(xù)或經常性檢測，以分析設備的振動特性，判斷運行狀態(tài)變化趨勢，為設備的運行和維修提供信息。油液分析主要是對潤滑油的成分、污染度、機器磨損狀況進行檢測，以掌握潤滑油的變質情況，判斷磨損狀態(tài)變化趨勢，為設備的運行和維修提供信息。紅外線設備診斷技術主要是使用便攜

4、式紅外線檢測儀，對電機設備的外殼超溫狀況進行檢測，以發(fā)現設備的超溫部位，采取及時維修措施。聲波泄漏監(jiān)聽裝置，也是利用超聲波的特性，對設備發(fā)出的微小泄漏聲音進行檢測，以找出設備的泄漏部位，采取及時維修措施。國外輔機部件狀態(tài)監(jiān)測技術的發(fā)展已經成熟，監(jiān)測裝置和分析軟件也比較先進，在國內電廠的應用越來越普遍。但在應用中發(fā)現，這些監(jiān)測技術往往是獨立的，主要是針對具體部件點的狀況，并不能夠全面監(jiān)測輔機系統(tǒng)的狀況；一般不能夠全面綜合的分析設備變化趨勢，即不具有綜合診斷故障功能。如何給出設備的整體狀態(tài)診斷結果，為維修決策提供更全面的支持依據，有必要進行進一步的研究。二、 輔機狀態(tài)檢修關鍵技術研究簡介該研究項目

5、是國家電力公司狀態(tài)檢修課題的子項目，并作為與福建省電力有限公司、福建省電力試驗研究院和廈門華夏國際電力發(fā)展有限公司合作課題，列為福建省電力公司2000年研究課題。主要研究內容包括：? 輔機狀態(tài)檢修模式的探討；? 輔機狀態(tài)監(jiān)測技術的選擇與實施；? 系統(tǒng)安全性監(jiān)測技術的開發(fā)；? 系統(tǒng)運行經濟性監(jiān)測技術的開發(fā)；? 輔機狀態(tài)綜合診斷系統(tǒng)的開發(fā)；? 依托工程電廠實施；通過3年的努力。福建實施項目已經基本完成，并通過了福建省科委組織的鑒定。太倉電廠實施項目仍在進行中。    1. 輔機狀態(tài)檢修基本模式的探討研究表明，輔機的維修類型主要包括：設備故障導致功能下降而維修

6、，系統(tǒng)安全性下降導致的維修，系統(tǒng)性能（經濟性）下降導致的維修等三個方面。以往的監(jiān)測技術，主要注重輔機部件點的狀態(tài)變化，而在系統(tǒng)層面上的變化沒有給以重視，顯然是不合理的。目前在國內推行的輔機振動狀態(tài)監(jiān)測方式包括在線和離線兩種，在線方式費用高，信息量大，已在山東等一些電廠采用。而離線監(jiān)測方式實際上早已在電廠普遍采用，近年來隨著監(jiān)測儀器的性能提高，離線監(jiān)測的準確性已相當高，完全可以滿足設備狀態(tài)監(jiān)測的需要，因而沒有必要采用在線方式，同樣可以達到滿意效果。為此，熱工研究院設計了輔機設備離線與在線相結合，安全性監(jiān)測與經濟性監(jiān)測相結合，設備監(jiān)測與系統(tǒng)監(jiān)測相結合的新模式，即：離線設備狀態(tài)監(jiān)測 在線系統(tǒng)安全性監(jiān)

7、測 在線系統(tǒng)運行經濟性監(jiān)測 綜合故障診斷與維修決策支持該模式充分考慮到中國電廠輔機運行狀況和狀態(tài)檢修技術需求，力圖提供一個完整的中國電廠輔機狀態(tài)檢修整體解決方案。    2. 輔機狀態(tài)監(jiān)測技術的選擇與應用該課題在廈門華夏國際電力公司300MW 1、2號機組主要輔機上進行試點。采用國外成熟的振動監(jiān)測、油液分析、電機馬達監(jiān)測和紅外熱成像等多種監(jiān)測技術，定期對電廠主要輔機（旋轉機械設備）的狀態(tài)進行離線監(jiān)測，包括有送、引風機、一次風機，給水泵、凝結水泵、循環(huán)水泵等。監(jiān)測的主要內容包括輔機設備的振動、潤滑油品質、電機的運行狀況，轉子籠條斷裂、定子和轉子間的機械偏心

8、，設備的熱像圖（溫度分布圖）等。經過各方兩年多的共同努力，監(jiān)測工作己逐步走向規(guī)范，取得了階段性成果。在振動監(jiān)測方面，1A引風機開始監(jiān)測時，其1號瓦（電機外伸端）、2號瓦（電機聯軸器端）的軸向振動逐步增大，超過合格值4.5mm/s，最大分別為10.13 mm/s和5.52 mm/s，尤其是1號瓦振動接近危險值，嚴重影響機組的安全運行。根據分析，1號瓦軸承垂直和水平振動均在合格范圍內，為 1.2 mm/s和 3.3 mm/s，說明引起軸向振動偏大的原因不是由于激振力大引起，分析其頻譜圖，主要是3倍頻和5倍頻的分量為主，而且2號瓦存在同樣的問題，初步分析為風機轉子止推軸承工作游隙過大引起的振動異常。

9、由于1A引風機軸承自投用以來5年沒有更換，決定在2002年4月的小修中對1、2號軸承及風機的止推軸承解體檢查，確認止推軸承工作游隙過大。經更換1、2號軸承并調整好止推軸承工作間隙后，故障消除，其振動均在合格范圍內。2001年5月，采用電機故障診斷儀對輔機設備進行監(jiān)測，成功地診斷出2號機組電動給水泵電機出現的籠條斷裂故障，電廠據此對電機進行及時的檢修，避免事故的進一步惡化。2001年11月 5日和 12月 10日在電廠 1號機輔機，包括引風機潤滑和液壓系統(tǒng)、一次風機、送風機、凝結水泵、汽動給水泵、電動給水泵、循環(huán)水泵共計14臺設備的軸承潤滑油系統(tǒng)進行取樣分析時，發(fā)現1A、1B引風機電機潤滑油箱內

10、存在大量可見的懸浮硬顆粒，1A、1B循環(huán)水泵在推力軸承故障后沒有進行徹底清理而殘留大量的磨損顆粒，顆粒度檢測結果均超過NAS12級。由于大量顆粒超過濾芯精度，將會引起濾芯失效和破損，同時濾芯的堵塞會造成供油不穩(wěn)，影響軸承轉動面油膜的厚度，引起潤滑不良；另外大顆粒進入軸承轉動面間，還會引起磨料切削磨損，加劇了軸承磨損，縮短使用壽命，影響輔機運行穩(wěn)定性。同時，由于顆粒度基數太大，不僅會掩蓋輕度磨損的檢測，而且還會堵塞傳感器，損壞儀器。為此及時向電廠提出處理建議。進行油箱濾油處理，跟蹤內部顆粒度變化情況。 本篇論文是由3COME文檔頻道的網友為您在網絡上收集整理餅投稿至本站的，論文版權屬原作者，請不

11、要用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學習之用，否者后果自負，如果此文侵犯您的合法權益，請聯系我們。在紅外監(jiān)測方面，對主要輔機電機軸承進行監(jiān)測。2001年5月大修后不久發(fā)現1A引風機軸承溫度偏高。經檢查發(fā)現由于軸承方向放置不當引起軸的軸向位移導致導油環(huán)和甩油環(huán)之間嚴重的磨損，2002年4月份機組小修時更換軸承，故障排除，截至 2002年11月，1A引風機的軸承溫度有所下降。    3. 系統(tǒng)安全性監(jiān)測技術的開發(fā)輔機系統(tǒng)的安全時電廠關心的重要方面，為此開發(fā)了煙風系統(tǒng)、泵組的安全監(jiān)測系統(tǒng)。如電站風機尤其是軸流式風機，其本身具有較大的失速區(qū)，當風機運行在該區(qū)域時，風

12、機內氣流壓力波動劇烈，當氣流壓力波動頻率與葉片本身固有頻率成整數倍時，容易引起風機葉片諧振、導致斷裂，同時亦造成一次、二次風壓及爐膛負壓劇烈波動，影響燃燒、導致機組跳機。各種風機因其葉型不同，其失速區(qū)范圍亦不同，我們通過冷態(tài)試驗進行標定，同時建立實時失速報警系統(tǒng)，則當運行點接近失速區(qū)時，可提前采取措施。 圖1    軸流風機實時特性曲線    4. 系統(tǒng)運行經濟性監(jiān)測技術的開發(fā)電站風機實際運行狀況體現了鍋爐運行的煙風阻力特性。而鍋爐的煙風系統(tǒng)的阻力特性是隨著機組的運行時間的延長而變化的，可通過電站風機的實際運行參數

13、描繪鍋爐不斷變化的煙風阻力特性，同時顯示出風機運行效率的變化，檢測表盤開度與實際開度的偏差，為鍋爐大修和風機改造提供依據。    圖2    送風延程阻力曲線圖3    空預器壓差變化趨勢歷史曲線反映泵組性能的特征參數主要有溫度、壓力、流量、功率、電流、電壓和轉速等。對采集到的狀態(tài)參數，通過分析計算給出泵組的性能參數，如效率、揚程等，并且與設計參數相比較，分析性能欠佳的主要原因，指出運行調整的方法和步驟。圖4    風機狀態(tài)監(jiān)測主界面圖

14、5    泵組狀態(tài)監(jiān)測軟件主界面    5. 輔機狀態(tài)綜合診斷系統(tǒng)的開發(fā)包括電站風煙系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)和電站泵組故障診斷系統(tǒng)兩部分。電站風機故障預測及診斷維修的關鍵在于當設備的振動水平超過設定的報警值后能快速、準確地診斷出振動原因，并根據綜合分析結果給出相應的處理方案。電站風機的振動故障主要表現在：軸承損壞、質量不平衡、彎軸、聯軸器不對中、機械松動等問題。泵組故障診斷的主要內容有軸系振動、軸承溫度、油液分析等，采用軸系振動、軸承溫度和液力偶合器工作油溫度等狀態(tài)參數，分析評價泵組的運行水平，預測和診斷泵組故障，及時消除

15、隱患，提高設備可用率。熱工研究院開發(fā)了通用診斷平臺，并在此基礎上構建了輔機故障診斷軟件，可實現包括振動在內的綜合故障分析和診斷，并給出解決的措施。專家可以通過診斷平臺建立診斷規(guī)則，并利用建立的規(guī)則模擬專家思維，對設備實現狀態(tài)診斷，并可在電廠方便的進行規(guī)則修訂。系統(tǒng)由知識獲取、系統(tǒng)診斷和接口設計三部分構成。其主要特點有：圖6    可視化的圖形專家規(guī)則編輯器? 系統(tǒng)體現了電廠專用輔機設備監(jiān)測的特點，彌補了電廠DCS和MIS系統(tǒng)中輔機運行狀態(tài)監(jiān)測的一些功能盲點，增加系統(tǒng)安全性、經濟性監(jiān)測功能，為維修和設備安全運行提供決策支持；? 根據電廠設備類別，內置了所需

16、要的計算公式和分析模型，集成了電力專家的知識庫，具有診斷功能，? 具有一定的組態(tài)功能；? 采用了當前比較先進的多層分布軟件開發(fā)技術，提高軟件的運行速度；? 系統(tǒng)實施方便，穩(wěn)定可靠、操作方便、擴展性強、界面友好，維護量小。同時，開發(fā)的故障診斷和維修決策支持系統(tǒng)具有遠程診斷功能，可采用就地管理遠程管理的二級管理的模式，在電廠設立一級狀態(tài)監(jiān)測工作站，根據不同設備和不同監(jiān)測技術進行具體的監(jiān)測工作，并將采集的離線數據輸入到故障診斷和維修決策支持系統(tǒng)，這項工作由經過培訓的電廠點檢人員完成。遠程設立設備狀態(tài)監(jiān)測中心，通過廣域網遠程訪問發(fā)電廠側的狀態(tài)監(jiān)測工作站，對輔機設備的運行狀態(tài)進行遠程監(jiān)測，利用故障分析和

17、診斷系統(tǒng)對設備的異常數據進行分析和診斷，判斷設備狀態(tài)的發(fā)展趨勢，并向電廠定期提交短、中長期趨勢分析和診斷報告。    三、 結束語通過三年的研究開發(fā)，熱工研究院在輔機狀態(tài)檢修關鍵技術方面取得突破，主要包括以下幾個方面：    1. 通過實際應用，提出并確定了中國電廠實施輔機狀態(tài)檢修的一種新模式；    2. 將多種監(jiān)測技術如振動監(jiān)測、油液分析、電機馬達監(jiān)測和紅外熱成像等集成在一起，實現對主要輔機的運行狀態(tài)綜合離線監(jiān)測，效果比在線監(jiān)測好，費用少。    3. 開發(fā)的系統(tǒng)安全性監(jiān)測系統(tǒng)在線監(jiān)測輔機整體的安全性，開闊了監(jiān)測的范圍，彌補了單個設備監(jiān)測的不足，實現了硬故障和軟故障的同時監(jiān)測，具有創(chuàng)新性； &#