魏昌淼,顧忠明,蔡其波,曹 彪
(中國船舶重工集團(tuán)公司 第七〇三研究所無錫分部,江蘇 無錫 21415)
某工業(yè)型燃?xì)廨啓C(jī)主要由低壓壓氣機(jī)、高壓壓氣機(jī)、動(dòng)力渦輪等轉(zhuǎn)動(dòng)部件組成。該型燃?xì)廨啓C(jī)憑借優(yōu)良的性能投運(yùn)多臺(tái),廣泛應(yīng)用于能源輸送、工業(yè)發(fā)電、船舶動(dòng)力等方面。在長時(shí)間的投運(yùn)過程中,該型燃?xì)廨啓C(jī)也出現(xiàn)過各種類型的故障,主要有起動(dòng)故障、轉(zhuǎn)速測量故障及其他典型附件故障。
燃?xì)廨啓C(jī)的起動(dòng)過程包括3個(gè)階段[1-2],某型燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過程根據(jù)起動(dòng)特點(diǎn)可分為以下3個(gè)階段:起動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)傳動(dòng)箱,通過變速進(jìn)而帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至燃燒室開始噴油點(diǎn)火的轉(zhuǎn)速,此階段為冷態(tài)加速階段。隨后,燃?xì)廨啓C(jī)開始向燃燒室供燃油霧化空氣、控制系統(tǒng)發(fā)出點(diǎn)火指令及燃油電磁閥打開指令,燃燒室燃油著火,高溫燃?xì)忾_始推動(dòng)渦輪做功,燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子持續(xù)升速至起動(dòng)電機(jī)脫扣,此階段為第2階段;該階段隨著燃油燃燒持續(xù)做功、轉(zhuǎn)子升速,起動(dòng)電機(jī)電流逐漸減小,起動(dòng)電機(jī)出力逐漸減小,機(jī)組達(dá)到脫扣轉(zhuǎn)速時(shí),渦輪做功在帶動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的同時(shí)仍有剩余功率。第3階段為熱態(tài)加速階段,起動(dòng)電機(jī)退出工作后,渦輪繼續(xù)做功帶動(dòng)轉(zhuǎn)子進(jìn)一步升速至空載轉(zhuǎn)速。
燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過程包括多個(gè)階段,是運(yùn)行人員關(guān)注的一個(gè)重要的環(huán)節(jié),也是最容易產(chǎn)生故障的一個(gè)環(huán)節(jié)[3]。
起動(dòng)過程典型的故障主要有起動(dòng)電機(jī)設(shè)備故障、點(diǎn)火失敗、燃?xì)獬瑴?、起?dòng)懸掛。
燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)冷態(tài)加速階段,起動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)加速,若點(diǎn)火前轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未達(dá)到程序要求值,控制系統(tǒng)將執(zhí)行停機(jī)程序。燃?xì)廨啓C(jī)未達(dá)到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速致使起動(dòng)失敗,主要原因?yàn)槠饎?dòng)電機(jī)設(shè)備工作異常。起動(dòng)電機(jī)工作異常的主要原因有:
1)燃?xì)廨啓C(jī)未按規(guī)范起動(dòng),致使電機(jī)電流過大,電機(jī)線圈燒壞;
2)起動(dòng)電機(jī)三相接線柱處線路連接松動(dòng);
3)控制指令發(fā)出后,控制箱接觸器未閉合;
4)起動(dòng)電機(jī)控制箱內(nèi)控制線路松動(dòng)。
燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)前,運(yùn)行人員應(yīng)確認(rèn)起動(dòng)電機(jī)接線線路及控制箱控制線路連接正確、緊固。起動(dòng)后,應(yīng)密切關(guān)注起動(dòng)電機(jī)電流是否存在電流過大、及無電流的現(xiàn)象,同時(shí)關(guān)注接觸器按程序閉合情況,以便故障發(fā)生時(shí)定位故障點(diǎn)。
燃?xì)廨啓C(jī)完成冷態(tài)加速階段后,燃?xì)廨啓C(jī)開始向燃燒室供燃油霧化空氣、控制系統(tǒng)同時(shí)發(fā)出點(diǎn)火指令及燃油閥打開指令,若點(diǎn)火后控制系統(tǒng)未檢測到燃?xì)鉁囟茸兓?,將判斷為點(diǎn)火失敗,執(zhí)行停機(jī)程序。
通過多次案例分析,點(diǎn)火失敗的主要原因有:
1)點(diǎn)火器故障或點(diǎn)火器控制箱故障,致使點(diǎn)火器不產(chǎn)生火花;
2)壓縮空氣減壓閥工作異常,造成霧化空氣壓力不穩(wěn)定,霧化空氣量不足;
3)燃油管路泄漏、燃油電磁閥未正常打開,致使燃油量過??;
4)燃油溫度低(寒冬),致使燃油運(yùn)動(dòng)粘度降低、以致燃燒困難。
燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)前運(yùn)行人員應(yīng)確認(rèn)點(diǎn)火器已供電;點(diǎn)火指令發(fā)出后,關(guān)注燃油霧化空氣壓力值是否正常,燃油電磁閥開位置反饋是否有效,燃油壓力是否正常等因素,在環(huán)境溫度較低時(shí),起動(dòng)前應(yīng)將燃油加熱到規(guī)范溫度要求值。
燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過程,燃料燃燒化學(xué)反應(yīng)劇烈,溫度上升快,渦輪葉片、軸承等承受的熱應(yīng)力非常大,容易造成熱部件故障。為防止燃?xì)獬瑴貙岵考膿p傷,燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)有超溫停機(jī)保護(hù)。
燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過程中,運(yùn)行人員應(yīng)密切關(guān)注燃?xì)鉁囟茸兓撔腿細(xì)廨啓C(jī)采用的機(jī)械液壓式燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng),若燃油調(diào)整不當(dāng),易出現(xiàn)燃?xì)獬瑴毓收?,引發(fā)超溫緊急停機(jī)。
為防止起動(dòng)超溫故障停機(jī),應(yīng)采取以下措施:
1)起動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)前,根據(jù)實(shí)時(shí)大氣溫度對燃油調(diào)整,一般大氣溫度升高4 ℃,通過調(diào)整慢車螺釘減油一圈以防止超溫。
2)燃?xì)廨啓C(jī)處于熱態(tài)狀態(tài),再次起動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)前應(yīng)進(jìn)行冷吹,已達(dá)到降溫的效果。
3)起動(dòng)過程中,密切關(guān)注燃油壓力及燃?xì)鉁囟壬仙俾?,若上升過快逼近燃?xì)鉁囟雀咄C(jī)值,應(yīng)手動(dòng)短暫按下燃油劇減來實(shí)現(xiàn)起動(dòng)過程中減油。
燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過程點(diǎn)火以后,渦輪開始做功,燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速上升緩慢,轉(zhuǎn)速未到達(dá)慢車轉(zhuǎn)速而停止上升,當(dāng)起動(dòng)電機(jī)脫扣后,燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速開始下降而停機(jī),該現(xiàn)象稱為起動(dòng)懸掛故障,如圖1所示。起動(dòng)懸掛使燃?xì)廨啓C(jī)在非設(shè)計(jì)工作狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn),會(huì)造成燃?xì)廨啓C(jī)磨損與老化[4]。
圖1 壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速圖Fig.1 Compressor speed diagram
某型燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過程,發(fā)生過多次懸掛故障,主要分為冷懸掛、熱懸掛2種。
冷懸掛故障現(xiàn)象為起動(dòng)過程燃油供油量偏少,造成渦輪出力不足,以致無法將燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速帶至慢車轉(zhuǎn)速。
熱懸掛故障現(xiàn)象是燃?xì)廨啓C(jī)過熱,燃?xì)鉁囟瓤焖偕仙D(zhuǎn)速無法上升到自持轉(zhuǎn)速,繼續(xù)增加燃油量,轉(zhuǎn)速仍然停滯不前。熱懸掛形成機(jī)理主要燃料流量GF增加過快,運(yùn)行點(diǎn)將靠向喘振邊界,壓氣機(jī)效率ηc進(jìn)一步降低,導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降,最終導(dǎo)致起動(dòng)失敗[5]。
1)當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過程發(fā)生懸掛,若燃?xì)鉁囟绕?、燃油壓力較當(dāng)前環(huán)境溫度歷史值偏低,如圖2所示,可判斷出現(xiàn)起動(dòng)冷懸掛故障,此時(shí)應(yīng)手動(dòng)短暫按下燃油劇增來實(shí)現(xiàn)起動(dòng)過程中加油,同時(shí)快速調(diào)節(jié)燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)的慢車供油螺釘已實(shí)現(xiàn)增加慢車油量。起動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)前,根據(jù)實(shí)時(shí)大氣溫度對燃油調(diào)整,一般大氣溫度降低4 ℃,通過調(diào)整慢車螺釘加油一圈以防止油量不足。
2)當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過程發(fā)生懸掛,若燃?xì)鉁囟绕摺⑷加蛪毫^經(jīng)驗(yàn)值偏大,可判斷出現(xiàn)起動(dòng)熱懸掛故障,此時(shí),為避免發(fā)生喘振發(fā)生,嚴(yán)禁手動(dòng)油門加油,應(yīng)手動(dòng)停機(jī)。起動(dòng)前,若機(jī)組為熱態(tài),應(yīng)對機(jī)組冷吹后再起動(dòng);若由于燃油壓力偏高,造成了機(jī)組起動(dòng)熱懸掛,應(yīng)調(diào)節(jié)燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)減少燃油供應(yīng)量。
圖2 燃油壓力圖Fig.2 Fuel pressure diagram
燃?xì)廨啓C(jī)作為一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械,轉(zhuǎn)速是燃?xì)廨啓C(jī)工作過程中關(guān)注的重要參數(shù)之一,是反映燃?xì)廨啓C(jī)工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)重要參考數(shù)。該型燃?xì)廨啓C(jī)采用三轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),分別裝設(shè)有低壓壓氣機(jī)、高壓壓氣機(jī)、動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)速傳感器,同時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)控制邏輯設(shè)有轉(zhuǎn)速控制值,轉(zhuǎn)速測量出現(xiàn)偏差會(huì)影響到控制系統(tǒng)對燃?xì)廨啓C(jī)狀態(tài)的判斷,進(jìn)而影響到燃?xì)廨啓C(jī)的安全運(yùn)行。針對燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)部斷路點(diǎn),曲文浩指出可通過碳化方法來定位[6]。
本型燃?xì)廨啓C(jī)所采用的轉(zhuǎn)速傳感器為磁電變磁通式傳感器,基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。由2個(gè)基本元件組成:1個(gè)是永久磁鐵,永久磁鐵可產(chǎn)生恒定直流磁場的磁路系統(tǒng);另1個(gè)元件是線圈,它可與磁場中的磁鏈產(chǎn)生感應(yīng)電勢,感應(yīng)電勢于線圈包圍的磁鏈對時(shí)間的變化率成正比,即
式中:N為線圈圈數(shù);Φ為線圈所包圍的磁通量,Wb;t為時(shí)間,s;E為感應(yīng)電勢,V。
圖3 轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Structure diagram of speed sensor
該型燃?xì)廨啓C(jī)在以往運(yùn)行過程中發(fā)生過多次轉(zhuǎn)速測量故障,如圖4所示。根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器測量原理及故障實(shí)例分析,當(dāng)轉(zhuǎn)速測量出現(xiàn)故障后,主要存在轉(zhuǎn)速傳感器安裝間隙不在規(guī)范內(nèi)、轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)部電勢感應(yīng)回路斷路、轉(zhuǎn)速傳感器至控制系統(tǒng)信號傳輸線路通斷異常、控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速采集模塊故障。
當(dāng)轉(zhuǎn)速測量出現(xiàn)故障后,可通過以下方法來判斷故障點(diǎn)。
1)測量轉(zhuǎn)速傳感器感應(yīng)線圈電阻值,線圈電阻值是判斷轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)部線路通斷的重要指標(biāo),當(dāng)線圈的電阻值為無窮大時(shí),可判定傳感器內(nèi)部線路斷路,應(yīng)及時(shí)更換轉(zhuǎn)速傳感器。
圖4 高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)圖Fig.4 Speed fluctuation diagram of high pressure compressor
2)若測量轉(zhuǎn)速傳感器線圈電阻值正常,可測量轉(zhuǎn)速傳感器輸出的感應(yīng)交流電壓值。若交流電壓測量值比該轉(zhuǎn)速對應(yīng)的理論感應(yīng)電壓值偏低,可判斷該故障為轉(zhuǎn)速傳感器安裝間隙不滿足安裝間隙范圍要求,需進(jìn)行拆檢、重新安裝及驗(yàn)證。
3)若上述兩步檢查均無異常,應(yīng)對轉(zhuǎn)速傳感器至控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速信號傳輸線路進(jìn)行排查,同時(shí)對轉(zhuǎn)速采集模塊進(jìn)行檢查。傳輸線路通斷及線路連接狀態(tài)無異常時(shí),可更換轉(zhuǎn)速采集模塊來排查轉(zhuǎn)速測量故障。
針對轉(zhuǎn)速測量故障,在轉(zhuǎn)速傳感器安裝前,可在轉(zhuǎn)速傳感器性能測量試驗(yàn)臺(tái)上,測速輪轉(zhuǎn)動(dòng)到一定轉(zhuǎn)速,以驗(yàn)證轉(zhuǎn)速傳感器感應(yīng)交流電壓幅值是否正常,以確保安裝轉(zhuǎn)速傳感器本體性能完好。
燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)生附件故障會(huì)致使燃?xì)廨啓C(jī)降工況、甚至停機(jī);附件故障具有非預(yù)期性,給燃機(jī)安全運(yùn)行帶來不確定性;主要的附件故障有熱電偶故障、熱電阻故障、防喘放氣閥卡滯故障、壓力信號器故障。
燃?xì)廨啓C(jī)作為一種高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械,運(yùn)行過程需要持續(xù)不斷的潤滑油潤滑,滑油壓力是判斷滑油供應(yīng)是否正常的重要參數(shù),當(dāng)滑油壓力高于壓力信號器動(dòng)作值時(shí),壓力信號器閉合,則開關(guān)量回路閉合,控制系統(tǒng)采集到該閉合信號,當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行過程中控制系統(tǒng)未采集到該閉合信號,控制系統(tǒng)判斷該滑油供應(yīng)不正常,執(zhí)行燃?xì)廨啓C(jī)降工況或緊急停機(jī)程序。燃?xì)廨啓C(jī)同樣設(shè)有燃油壓力信號器,當(dāng)燃油壓力信號器動(dòng)作異常時(shí),會(huì)造成燃?xì)廨啓C(jī)降工況甚至停機(jī)。
該型燃?xì)廨啓C(jī)出現(xiàn)過多次因壓力信號器動(dòng)作異常致使燃?xì)廨啓C(jī)降工況。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)生因滑油、燃油壓力不正常降工況或停機(jī)時(shí),運(yùn)行人員應(yīng)首先觀察就地滑油、燃油管路壓力表顯示值,若顯示值在運(yùn)行范圍內(nèi),可判斷壓力信號器可能出現(xiàn)故障,緊急情況下,可短接壓力信號器連接插頭以維持燃?xì)廨啓C(jī)穩(wěn)定運(yùn)行,待停機(jī)后更換壓力信號器進(jìn)行故障驗(yàn)證、排除。
該型燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)設(shè)有防喘振放氣閥,放氣閥未按規(guī)范打開可能造成燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)生喘振,放氣閥未按規(guī)范關(guān)閉降低了燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行效率同時(shí)產(chǎn)生附加的噪聲污染。放氣閥未按指令打開或關(guān)閉,一般有以下幾種因素:
1)放氣閥動(dòng)作壓縮空氣壓力較低;
2)放氣閥供氣電磁閥故障;
3)放氣閥供氣電磁閥控制回路斷路;
4)放氣閥機(jī)械機(jī)構(gòu)卡滯。
當(dāng)運(yùn)行過程中放氣閥未按要求打開時(shí),禁止升工況,應(yīng)檢查壓縮空氣壓力是否正常、電磁閥控制是否異常。若放氣閥機(jī)械機(jī)構(gòu)卡滯,應(yīng)停機(jī)后拆檢更換。在日常維護(hù)中,應(yīng)定期對放氣閥保養(yǎng),防止放氣閥閥桿、閥體出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。
該型燃?xì)廨啓C(jī)采用鉑電阻用于測量滑油進(jìn)出口溫度、鎳鉻-鎳硅熱電偶用于測量透平后燃?xì)鉁囟燃芭艧煖囟??;瓦M(jìn)出口滑油溫度測量故障會(huì)導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)降工況,燃?xì)鉁囟葴y量故障會(huì)導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)。
溫度測量出現(xiàn)故障一般有以下因素:
1)熱電偶、熱電阻內(nèi)部線路斷路;
2)熱電偶、熱電阻內(nèi)部線路搭殼;
3)熱電偶、熱電阻內(nèi)部感應(yīng)元件損壞;
4)熱電偶、熱電阻至控制系統(tǒng)傳輸線路斷路;
5)控制系統(tǒng)模擬量采集模塊損壞。
當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)溫度測量出現(xiàn)故障后,將測量線路與測量元件脫開,測量線路外加信號(電阻、電勢)來判斷測量控制系統(tǒng)監(jiān)測顯示溫度是否正常,若不正常,可判斷測量線路或控制系統(tǒng)模擬量模塊故障;若正常,則測量元件(熱電阻、熱電偶)故障,應(yīng)對測量元件進(jìn)行更換。
燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行一段時(shí)間,壓氣機(jī)會(huì)結(jié)垢,針對壓氣機(jī)結(jié)垢問題,專家學(xué)者進(jìn)行了深入的研究[7-9]。
某型燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)采用離線模式清洗溶液清洗,清洗溶液采用一定比例的清洗劑與水混合制作而成,在冷吹過程中,利用壓縮空氣將清洗溶液送入壓氣機(jī)通流部分,在冷吹結(jié)束前完成清洗溶液的送入。
燃?xì)廨啓C(jī)溶液清洗易出現(xiàn)以下故障:
1)透平后煙氣溫度測量熱電偶進(jìn)水造成溫度測量故障;
2)各機(jī)匣連接處漏出的溶液滴落至下部測量元件及各插頭連接處造成控制回路短路、絕緣故障。
為避免以上故障,運(yùn)行人員應(yīng)嚴(yán)格按照運(yùn)行規(guī)范進(jìn)行溶液清洗,嚴(yán)禁一次清洗溶液超量;溶液清洗前,應(yīng)將燃?xì)廨啓C(jī)下部各電纜、測量元件用保護(hù)罩包好,以防進(jìn)水;在冷吹壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到500 r/min以后投入清洗溶液,嚴(yán)禁過早投入清洗溶液;保證壓縮空氣壓力在規(guī)范值,以便在冷吹結(jié)束前,完成一次清洗溶液的投放量;溶液清洗完成后,對控制回路進(jìn)行絕緣檢查,檢查合格后完成燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng),使燃機(jī)在慢車工況運(yùn)行25 min,烘干機(jī)內(nèi)水分。
燃?xì)廨啓C(jī)出廠或停運(yùn)時(shí)間過長,為防止燃油泵、燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)等燃油附件、燃燒室、渦輪出現(xiàn)銹蝕,應(yīng)對燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行油封操作,即將滑油送入燃油系統(tǒng)、燃燒室、渦輪部分。同樣在恢復(fù)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行前,應(yīng)對燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行去油封操作,即在不點(diǎn)火的情況下,將燃油送入燃油附件內(nèi)以置換油封滑油。
油封過程中,嚴(yán)禁投入過多滑油進(jìn)入機(jī)體,若過多滑油進(jìn)入機(jī)體,會(huì)造成滑油滲透至隔熱材料內(nèi),為后期烘干造成困難,運(yùn)行人員應(yīng)密切觀察燃?xì)廨啓C(jī)滑油進(jìn)口壓力,以防因部分滑油進(jìn)入燃油系統(tǒng),造成轉(zhuǎn)子潤滑用滑油過少。
去油封過程中,嚴(yán)禁過長時(shí)間投入燃油,過多燃油進(jìn)入機(jī)體,若排放不凈會(huì)造成燃油積存,積存過多極易出現(xiàn)爆燃事故;為防止燃油積存,去油封前應(yīng)檢查確保燃燒室機(jī)匣下方殘油排放管暢通。去油封后,完成燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng),使燃機(jī)在慢車工況運(yùn)行25 min,烘干機(jī)匣殘油。
在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí),運(yùn)行人員應(yīng)密切關(guān)注轉(zhuǎn)速、燃?xì)鉁囟?、循環(huán)滑油進(jìn)出口壓力、滑油進(jìn)出口溫度、燃油壓力等核心參數(shù),升降工況時(shí)應(yīng)密切關(guān)注防喘放氣閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作是否正常。
在燃?xì)廨啓C(jī)首次起動(dòng)前,運(yùn)行人員應(yīng)檢查及確認(rèn)以下事項(xiàng):
1)各控制、反饋線路插頭確認(rèn)連接完畢;
2)各管路、單向閥確認(rèn)連接正確;
3)各電磁閥靜態(tài)調(diào)試工作正常;
4)各泵體等旋轉(zhuǎn)附件,旋轉(zhuǎn)方向正確,燃油、滑油系統(tǒng)恢復(fù);
5)各壓力測量系統(tǒng)管路及測量線路接線正確;
針對該型燃?xì)廨啓C(jī)常見典型故障,開展燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行過程實(shí)時(shí)故障狀態(tài)監(jiān)測及智能診斷工作,對燃?xì)廨啓C(jī)預(yù)防故障發(fā)生、可靠穩(wěn)定運(yùn)行具有重大意義。
針對燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過程故障,開展以下故障監(jiān)測系統(tǒng)工作:對多臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)數(shù)據(jù)建立起動(dòng)模型。1)在起動(dòng)過程冷態(tài)加速階段,當(dāng)某一時(shí)間點(diǎn)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速低于模型轉(zhuǎn)速,監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出起動(dòng)電機(jī)出力不足報(bào)警;同時(shí)對起動(dòng)電機(jī)電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,當(dāng)某個(gè)起動(dòng)電機(jī)電流低于模型電流時(shí),應(yīng)發(fā)出該起動(dòng)電機(jī)電流過低報(bào)警,以便運(yùn)行人員定位故障點(diǎn)。2)在起動(dòng)過程燃料燃燒做功階段,對燃?xì)鉁囟取㈧F化空氣、點(diǎn)火指令、起動(dòng)燃油電磁閥開關(guān)位置反饋、燃油壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)模型監(jiān)測,以實(shí)時(shí)監(jiān)測霧化空氣壓力是否過低、點(diǎn)火指令是否發(fā)出、起動(dòng)燃油電磁閥是否打開、燃油壓力是否過低,當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí),應(yīng)及時(shí)報(bào)警。當(dāng)起動(dòng)過程壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速上升緩慢或停滯,監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與模型數(shù)據(jù)對比判斷,若燃油壓力及燃?xì)鉁囟冗^低,監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出“機(jī)組發(fā)生冷懸掛、應(yīng)加油”的報(bào)警;若燃油壓力過高、燃?xì)鉁囟冗^高,監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出“機(jī)組發(fā)生熱懸掛,應(yīng)減油”的報(bào)警。
針對磁電式轉(zhuǎn)速傳感器典型故障,通過采集燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)臺(tái)出廠數(shù)據(jù),建立以計(jì)算電壓為輸出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí),控制系統(tǒng)通過電壓測量模塊實(shí)時(shí)測量并記錄轉(zhuǎn)速傳感器感應(yīng)電壓值,將實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速、已測定的傳感器內(nèi)阻及傳感器安裝間隙值輸入已建立的模型中,模型輸出模型計(jì)算電壓值。若感應(yīng)電壓值與計(jì)算電壓值相差較大,則控制系統(tǒng)發(fā)出“當(dāng)前轉(zhuǎn)速傳感器存在測量隱患”監(jiān)測報(bào)警。
當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)工況運(yùn)行后,監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)對壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速、燃油壓力、空氣壓力、燃?xì)鉁囟?、各開關(guān)量指令、機(jī)組振動(dòng)值、閥體動(dòng)作反饋等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)及時(shí)報(bào)警,為運(yùn)行人員提供異常信息排除故障,避免故障造成燃機(jī)降工況、停機(jī)。
針對燃?xì)廨啓C(jī)零附件故障,應(yīng)開展各壓力信號器、放氣閥、溫度測量元件等附件可靠性測試工作。各信號器、閥體等附件應(yīng)滿足精準(zhǔn)動(dòng)作次數(shù)、壽命要求;各溫度測量元件應(yīng)滿足線路連接可靠度、耐高溫時(shí)間要求。出廠零附件應(yīng)滿足燃?xì)廨啓C(jī)工作對零附件可靠性的要求,以避免燃?xì)廨啓C(jī)因零附件故障造成降工況、停機(jī)故障的發(fā)生。
本文從某工業(yè)型燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)、控制原理出發(fā),對長期運(yùn)行以來出現(xiàn)的燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)故障、轉(zhuǎn)速測量故障、附件故障等其他典型故障進(jìn)行總結(jié)分析,為排查燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行典型故障指出了排故方向;同時(shí)為避免故障發(fā)生,提出了燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行注意事項(xiàng)。同時(shí)針對該型燃?xì)廨啓C(jī)常見典型故障,建議開展燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行過程實(shí)時(shí)故障狀態(tài)監(jiān)測、智能診斷及零附件可靠性相關(guān)工作,對燃?xì)廨啓C(jī)預(yù)防故障發(fā)生、可靠穩(wěn)定運(yùn)行具有重大意義。