許恒，趙洪崗，杜偉

（1.粵電臺山發(fā)電有限公司，廣東 臺山 529228；2.國能智深控制技術(shù)有限公司，北京 102209）

在火力發(fā)電廠中，汽輪機是重要的核心設(shè)備之一，其工作工況惡劣，軸系及葉片的安全嚴(yán)重制約著汽輪機的使用壽命，為了盡可能延長汽輪機的使用壽命，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益，設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng)、檢修工作開展就變得尤為重要。

1 狀態(tài)檢修的構(gòu)成

1.1 狀態(tài)檢修系統(tǒng)

該系統(tǒng)的主要工作任務(wù)就是為了完成設(shè)備信號的傳輸以及數(shù)據(jù)監(jiān)測。其中該系統(tǒng)所收集的數(shù)據(jù)主要可以分為在線以及離線數(shù)據(jù)2種。就目前我國該系統(tǒng)的發(fā)展與運用情況來看，汽輪機檢測技術(shù)經(jīng)過長時間的發(fā)展已經(jīng)基本完善，既能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備振動信號的及時采集接收，也能夠?qū)崿F(xiàn)對大型機器的檢測。并且與振動監(jiān)測以及故障診斷系統(tǒng)類似的技術(shù)也得到了研發(fā)。

1.2 狀態(tài)信息處理

在汽輪機狀態(tài)檢測工作中最為常用的處理狀態(tài)信息的方式就是時間扇區(qū)的測試，亦或者是頻率扇區(qū)的研究2種方法。在完成信號的處理后，就以波形反饋給設(shè)備維護(hù)人員，從而輔助工作人員更加直觀的監(jiān)測設(shè)備，以及相關(guān)信息的查找和提取。

1.3 特殊設(shè)備診斷系統(tǒng)

設(shè)備維護(hù)人員能夠通過狀態(tài)檢測系統(tǒng)、專家診斷系統(tǒng)和及時管理診斷錯誤來完成對汽輪機整個設(shè)備的掌控，緊接著能夠進(jìn)一步完成設(shè)備運行狀態(tài)信息的提取，從而作為整個運行狀態(tài)的評估的數(shù)據(jù)支撐，最終制定合理的維護(hù)指導(dǎo)計劃。其中專家診斷系統(tǒng)的主要構(gòu)成分為結(jié)論機、實時動態(tài)數(shù)據(jù)庫以及專家知識庫構(gòu)成。這種系統(tǒng)能夠根據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù)庫中的知識實現(xiàn)錯誤的識別與分析。設(shè)備檢測專家系統(tǒng)運行流程如圖1。

圖1 設(shè)備檢測專家診斷系統(tǒng)

2 汽輪機狀態(tài)檢修技術(shù)流程

2.1 檢測汽輪機狀態(tài)

在汽輪機運行的過程中，所有設(shè)備都存在著潛在的故障隱患，這是無法避免的，并且設(shè)備故障隱患會伴隨著設(shè)備運行時間的增長而增加，而設(shè)備故障隱患的變化直接影響著設(shè)備運行中故障現(xiàn)象的發(fā)生，而汽輪機的設(shè)備所產(chǎn)生的安全隱患概率就會伴隨著使用時長的增加而增大，如果不對汽輪機設(shè)備狀態(tài)采取任何處理措施，那么就會造成汽輪機的設(shè)備安全系數(shù)就會逐步降低，最終導(dǎo)致在汽輪機設(shè)備運行過程中的出現(xiàn)錯誤。所以在汽輪機設(shè)備維護(hù)工作的進(jìn)行中，需要結(jié)合設(shè)備所傳遞出來的信號來完成汽輪機設(shè)備故障情況檢測，而進(jìn)行故障監(jiān)測從而完成狀態(tài)診斷目的主要就是為了能夠及時將設(shè)備運行中出現(xiàn)的故障排除，從而盡可能避免可能出現(xiàn)的信號轉(zhuǎn)換。設(shè)備故障檢測信號傳遞及處理流程如圖2。

圖2 設(shè)備故障檢測信號傳遞及處理流程

2.2 處理信息狀態(tài)

因為汽輪機軸系以及葉片所處的工況較為惡劣，因此非常容易出現(xiàn)隱患，如果不能及時將這些隱患排除就會導(dǎo)致重大事故的發(fā)生，故而在進(jìn)行汽輪機狀態(tài)檢修工作時，就要特別留意汽輪機故障情況。首先再完成對渦流狀態(tài)信息的錯誤傳輸?shù)臋z測后，就要對其中收獲的狀態(tài)信息進(jìn)行整合分析，從而助力于正確分類并檢查有效的狀態(tài)信息。在檢查過程中發(fā)現(xiàn)涉及到汽輪機故障的相關(guān)信息，就要準(zhǔn)確且及時的進(jìn)行識別。在此基礎(chǔ)上，在分析錯誤的過程中運用頻域分析或者時域分析，能夠快速實現(xiàn)對故障跟蹤系統(tǒng)的分類，并能夠同時給提供給維修人員詳細(xì)的波長，從而幫助維修人員做好查找工作以及信息提取的工作，最終完成維修汽輪機的整體工作。這種狀態(tài)檢修功能不僅能夠?qū)ふ以O(shè)備中故障位置的時間有效縮短，還能夠有效改善汽輪機的真實表現(xiàn)。

2.3 汽輪機故障診斷

在完成對汽輪機狀態(tài)信息的監(jiān)視和處理工作后，就可以進(jìn)行下一步的汽輪機診斷工作，這一流程的工作主要是急性診斷汽輪機設(shè)備故障。其中狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的實時監(jiān)控在該過程中能夠起到至關(guān)重要的作用，設(shè)備診斷人員需要以狀態(tài)監(jiān)視設(shè)備所提供的信息數(shù)據(jù)作為工作開展的依據(jù)，從而準(zhǔn)確了解汽輪機的一般狀態(tài)，明確設(shè)備故障發(fā)生的具體位置。在一般情況下，維護(hù)設(shè)備正常運行的工作人員能夠通過專用的診斷系統(tǒng)完成設(shè)備故障的診斷工作。這種特殊的診斷系統(tǒng)能夠根據(jù)詳細(xì)的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)推斷出故障信息，這種系統(tǒng)分析處理信息的方式具有智能、科學(xué)、快速等特點，且能夠在短時間內(nèi)提供給維護(hù)人員解決故障的處理方法，因此該系統(tǒng)在汽輪機故障診斷工作中廣泛使用。在完成汽輪機故障診斷工作后，汽輪機設(shè)備維護(hù)人員就能夠基本上得知故障產(chǎn)生的原因和位置，且能夠根據(jù)現(xiàn)有的信息選擇合適的解決方案。由此可以得知，狀態(tài)檢修能夠在設(shè)備第一次出現(xiàn)故障時就準(zhǔn)確捕獲設(shè)備所反映的動態(tài)信息，這能夠大大節(jié)省工作人員排查故障的時間，且能夠有效提升汽輪機運行的效率。

3 狀態(tài)檢修在汽輪機檢修中的應(yīng)用

3.1 油液污染情況監(jiān)測

汽輪機運行的過程中，對其油污情況的監(jiān)測是非常重要的一項工作。對于油液的檢測主要是通過對于機油變化的分析與檢測來完成對于機油中夾雜物的判斷，這樣的油液監(jiān)測能夠準(zhǔn)確得知汽輪機運行過程中是否存在故障，例如汽油機設(shè)備是否已經(jīng)出現(xiàn)劣化等問題。因為受到污染的潤滑劑能夠反映出多重信息，因此分析監(jiān)測受污染的機油能夠有效且準(zhǔn)確的評估出渦輪機的損壞情況。

3.2 汽輪機振動監(jiān)測

一般情況下，當(dāng)設(shè)備存在著某種程度上的故障時，就會導(dǎo)致設(shè)備在運行過程中所產(chǎn)生的振動出現(xiàn)變化。所以監(jiān)測汽輪機在運行過程中的運行情況也能夠有效且準(zhǔn)確的判斷設(shè)備運行中是否出現(xiàn)故障，這種振動監(jiān)測可以采用監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行診斷工作，也可以利用數(shù)學(xué)方法來完成設(shè)備情況的分析，從而實現(xiàn)完設(shè)備損壞信息的完全提取。就目前的汽輪機設(shè)備振動監(jiān)測來看，汽輪機的跟蹤技術(shù)是相對成熟的，該技術(shù)能夠在設(shè)備振動監(jiān)測分析中完成完整的檢測工作，所以該技術(shù)的應(yīng)用能夠準(zhǔn)確且及時地診斷出振動變化的原因，并針對性地采取預(yù)防措施。

3.3 汽輪機性能監(jiān)測技術(shù)

汽輪機性能檢測技術(shù)在性能監(jiān)測中的應(yīng)用能夠高效率的分析出汽輪機工作參數(shù)上的變化，能夠在性能變化出準(zhǔn)確分析出設(shè)備運行的條件。倘若在汽輪機運行過程中其內(nèi)部結(jié)構(gòu)或者某一部件發(fā)生了故障，同時汽輪機受到性能監(jiān)測技術(shù)的監(jiān)控，那么該技術(shù)就能夠?qū)⑵啓C的運行情況完整反映出來，這就大大降低了技術(shù)人員誤差分析的難度。

3.4 葉片應(yīng)力情況檢測

如果汽輪機在非正常情況下在運行過程中出現(xiàn)了停電現(xiàn)象，那么多半原因就是汽輪機的葉片發(fā)生了某種程度的故障。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國外的專家已經(jīng)研發(fā)出了能夠診斷汽輪機葉片壽命的軟件，這種葉片壽命檢測軟件能夠在汽輪機運行的過程中實時監(jiān)測葉片的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)釓椥粤W(xué)原理結(jié)合在內(nèi)，實現(xiàn)對汽輪機轉(zhuǎn)子斷裂應(yīng)力的有效評估，該技術(shù)能夠詳細(xì)呈現(xiàn)出汽輪機轉(zhuǎn)子的應(yīng)力分布，從而分析診斷出轉(zhuǎn)子的使用壽命，并且能夠準(zhǔn)確得出單元負(fù)載方面的闡述。

3.5 機組狀態(tài)檢測

汽輪機機組狀態(tài)監(jiān)測的首要目的就是為了將汽輪機的性能在運行使用中能夠發(fā)揮到最大化，與此同時還能夠?qū)τ谄啓C整體的運行狀態(tài)有著充分的了解和掌握。這就為技術(shù)人員對于汽輪機運行變化規(guī)則的了解提到了很大的助力作用，且能夠推進(jìn)汽輪機在實際運行過程中緊急性的改善。在此基礎(chǔ)上，汽輪機的整體健康狀態(tài)在一定程度上能夠反映在汽輪機單元狀態(tài)與性能體現(xiàn)上。因此對于汽輪機單元狀況的檢測能夠?qū)⒐收掀啓C在不正常運作過程中所產(chǎn)生的損失盡可能降低，從而在另一角度上保障經(jīng)濟收益的最大化。

4 結(jié)語

如文中所述，在汽輪機檢修中狀態(tài)檢修的應(yīng)用具有科學(xué)性、有效性等特質(zhì)，該技術(shù)在汽輪機檢修中能夠助力于設(shè)備維護(hù)工作人員檢修工作的開展，能夠快速、準(zhǔn)確的反饋給工作人員故障原因、位置，且能夠為設(shè)備維修方案的選擇提供智能、科學(xué)的理論支撐，為汽輪機檢修工作的進(jìn)行節(jié)省了大量的時間與人力勞動。