【關(guān)鍵詞】火電廠汽機(jī)；運(yùn)行問(wèn)題；應(yīng)對(duì)措施

引言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，對(duì)電力需求亦在同步提升，作為電力生產(chǎn)的關(guān)鍵單元，汽機(jī)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行一直備受關(guān)注。但就實(shí)際而言，很多火電廠運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)備陳舊，很容易因外部因素影響、管理不善等因素而引發(fā)安全問(wèn)題，基于此有必要進(jìn)行汽機(jī)運(yùn)行問(wèn)題分析，確定問(wèn)題原因，整合各方資源，提出應(yīng)對(duì)措施，為火電廠穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)提供助力。

一、火電廠汽機(jī)運(yùn)行管理重要性

進(jìn)入新時(shí)期以后，雖然風(fēng)電、水電、核能發(fā)電等發(fā)展迅速，但就目前而言，我國(guó)仍是以火力發(fā)電為主，火電機(jī)組由汽機(jī)、鍋爐、電氣等模塊組成，其中汽機(jī)作為整個(gè)火電機(jī)組的關(guān)鍵，直接影響到最終的發(fā)電質(zhì)量、效率，只有進(jìn)行汽機(jī)運(yùn)行的有效管理，才可提升其與鍋爐系統(tǒng)等靈活配合能力，減少化石燃料等資源損耗，降低電廠成本[1]。但就實(shí)際而言，很多火電廠在運(yùn)行過(guò)程中，仍會(huì)受到各種外部因素影響，造成汽機(jī)難以維持正常狀態(tài)運(yùn)行，如汽輪機(jī)葉片損壞、功率不達(dá)標(biāo)等，要求在分析汽機(jī)運(yùn)行問(wèn)題的基礎(chǔ)上提出對(duì)應(yīng)策略，以此來(lái)提升汽機(jī)運(yùn)行效率。

二、火電廠汽機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題分析

（一）案例簡(jiǎn)述

結(jié)合某660MW火電機(jī)組，探討其在運(yùn)行中的系列問(wèn)題。已知該火電機(jī)組于2014年投產(chǎn)，發(fā)電過(guò)程穩(wěn)定，未出現(xiàn)過(guò)大型事故，但在近十年的運(yùn)行中，部分汽機(jī)設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)老化問(wèn)題，如在2022年9月15日的汽機(jī)檢查中，由巡檢人員發(fā)現(xiàn)汽機(jī)穿線異響，且會(huì)出現(xiàn)中途中斷的情況，便采取了緊急應(yīng)對(duì)措施，聯(lián)系檢修人員處理，恢復(fù)正常，但僅僅過(guò)了3h，便有相關(guān)問(wèn)題再次出現(xiàn)，為保證汽機(jī)安全運(yùn)行，運(yùn)行人員建議進(jìn)行汽機(jī)系統(tǒng)的整體診斷以確定問(wèn)題所在。

（二）問(wèn)題診斷

除了常規(guī)的汽輪機(jī)機(jī)組試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)檢查外，火電廠負(fù)責(zé)人員引入了新型的診斷技術(shù)：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊聚類(lèi)的在線診斷技術(shù)、振動(dòng)診斷技術(shù)。進(jìn)行具體化分析：

1.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊聚類(lèi)的在線診斷技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，結(jié)合汽機(jī)系統(tǒng)展開(kāi)故障診斷、定位，具體流程為：采集汽機(jī)機(jī)組運(yùn)行信號(hào)，由傳感器進(jìn)行處理，獲取基本特征，進(jìn)行模糊聚類(lèi)處理，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)控制故障診斷，將診斷信息納入運(yùn)行故障統(tǒng)計(jì)庫(kù)，為后續(xù)搭建故障診斷學(xué)習(xí)模型奠定基礎(chǔ)[2]?？紤]到汽機(jī)故障的不確定性、時(shí)變性等特征，在進(jìn)行診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，按照以下流程展開(kāi)：開(kāi)始，初始化權(quán)值、閾值，輸入第i個(gè)樣本，計(jì)算各層輸出，計(jì)算誤差，判斷是否滿足精度，判斷故障類(lèi)型，定位故障點(diǎn)，后續(xù)再進(jìn)行下一輪診斷循環(huán)，以此來(lái)保障診斷結(jié)果無(wú)限接近于汽機(jī)實(shí)際情況。

2.振動(dòng)診斷技術(shù)，通過(guò)電壓加速器傳感器采集汽機(jī)設(shè)備振動(dòng)信號(hào)，由診斷系統(tǒng)進(jìn)行各類(lèi)數(shù)據(jù)的深度處理，得到準(zhǔn)確振動(dòng)值，觀察振動(dòng)值在各階段的數(shù)據(jù)變化，了解故障特征?？蓞⒖脊I(yè)設(shè)備振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)備轉(zhuǎn)速＜120r/min或者＞600r/min時(shí)為故障狀態(tài)，必須對(duì)其加以處理，而本次汽機(jī)振動(dòng)測(cè)試結(jié)果如下表1、表2所示，進(jìn)行表中數(shù)據(jù)分析，可知汽機(jī)1#、2#測(cè)點(diǎn)水平方向振動(dòng)位移、速度幅值較大，而加速度幅值較小，由此判定汽機(jī)可能存在長(zhǎng)周期故障，而汽機(jī)回轉(zhuǎn)頻率為1000/60=16.67Hz，與2#測(cè)點(diǎn)軸向、水平振動(dòng)速度頻譜圖突出振動(dòng)基本吻合，結(jié)合頻域典型不平衡特征，推斷汽機(jī)軸承安裝不平衡，需及時(shí)拆卸維修。

三、火電廠汽機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題與應(yīng)對(duì)措施

（一）汽機(jī)真空下降

1.通過(guò)在線診斷系統(tǒng)對(duì)汽機(jī)性能展開(kāi)診斷，確定汽機(jī)存在真空下降問(wèn)題，安排運(yùn)維人員展開(kāi)循證分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題原因主要是凝汽器密封性低、循環(huán)水系統(tǒng)異常等，引發(fā)排氣壓力上升，讓軸承在高溫、高壓影響下劇烈波動(dòng)，有斷裂風(fēng)險(xiǎn)。

2.針對(duì)真空下降的問(wèn)題，提出以下解決對(duì)策：①提升凝汽器密閉性，仔細(xì)檢查凝汽器各個(gè)工作環(huán)節(jié)，處理相關(guān)問(wèn)題，更換腐蝕零件，保證機(jī)組運(yùn)行效果[3]。②進(jìn)行凝汽器清洗。需要每周安排巡檢人員進(jìn)行凝汽器清洗，兩個(gè)膠球清洗裝置必須保持一個(gè)運(yùn)行、一個(gè)備用，且需嚴(yán)控膠球使用數(shù)量，如清洗未達(dá)到相關(guān)要求，需要適當(dāng)提升膠球投入數(shù)量。在機(jī)組停電檢修時(shí)，引入凝汽器銅管高壓水射流除垢技術(shù)，加大清洗力度；在機(jī)組運(yùn)行調(diào)峰低谷階段，組織檢修人員進(jìn)行凝汽器清理，保證汽輪機(jī)能維持背壓狀態(tài)運(yùn)行。進(jìn)行濾網(wǎng)檢查、修復(fù)，保證水室長(zhǎng)期儲(chǔ)水，考慮到泥沙、鵝卵石等會(huì)影響濾網(wǎng)性能，增加水腫雜質(zhì)，需要定期檢查濾網(wǎng)使用情況，關(guān)注倒流閥方向，減少汽輪機(jī)中空氣[4]。③嚴(yán)控循環(huán)水溫，避免進(jìn)入凝汽器中水溫過(guò)高，裝設(shè)管網(wǎng)補(bǔ)水泵，在進(jìn)水口壓力表上增設(shè)報(bào)警器，在壓力超出限定標(biāo)準(zhǔn)后，發(fā)出告警信息，提示系統(tǒng)補(bǔ)水；針對(duì)排氣過(guò)熱現(xiàn)象，在排氣口安裝除鹽水噴水設(shè)備以降低排氣溫度。

（二）汽輪機(jī)異常振動(dòng)

1.依靠上述診斷系統(tǒng)判斷汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因，輪子因熱量高出現(xiàn)變化、氣流激振、摩擦振動(dòng)、油膜晃動(dòng)等有著直接關(guān)聯(lián)。以摩擦振動(dòng)來(lái)說(shuō)，主要是因摩擦振動(dòng)會(huì)讓汽輪機(jī)內(nèi)部不穩(wěn)，數(shù)值不標(biāo)準(zhǔn)，并產(chǎn)生錯(cuò)位穩(wěn)定，造成振動(dòng)無(wú)法解決；轉(zhuǎn)子變化造成附近力度不穩(wěn)定，傳送到振動(dòng)信號(hào)中，造成振動(dòng)不平衡。

2.在解決汽輪機(jī)異常振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，可從以下數(shù)點(diǎn)出發(fā)：①轉(zhuǎn)子變形處理，確定轉(zhuǎn)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進(jìn)行轉(zhuǎn)子全方位清潔，準(zhǔn)備十一部件堵住入口，避免旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象；組織巡檢人員定期查驗(yàn)轉(zhuǎn)子使用油有無(wú)從排出部位進(jìn)入，因排氣孔關(guān)聯(lián)外部環(huán)境，需在汽輪機(jī)安裝時(shí)即做好檢查工作，避免過(guò)高溫度油進(jìn)入內(nèi)部；若因轉(zhuǎn)子溫度過(guò)高引發(fā)振動(dòng)，需立即更換轉(zhuǎn)子。②針對(duì)氣流激振，需分析其形成原因與影響因素，綜合振動(dòng)相關(guān)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以圖形、圖表形式展開(kāi)相關(guān)問(wèn)題，分析氣門(mén)特征，優(yōu)選氣流激振處理模式，避免氣流激振發(fā)生在不良區(qū)域，預(yù)防異常振動(dòng)再次發(fā)生[5]。③解決油膜晃動(dòng)問(wèn)題，依靠提升軸承穩(wěn)定性、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子性能解決問(wèn)題，需了解汽輪機(jī)型號(hào)、結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑型號(hào)等相關(guān)信息，選擇適當(dāng)潤(rùn)滑油滴入轉(zhuǎn)子、軸承，必要時(shí)拓寬軸瓦壓力，縮減摩擦裂縫，提升汽輪機(jī)三層結(jié)構(gòu)厚度，提升汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率；結(jié)合軸瓦運(yùn)行目的加裝油漆模具，提升穩(wěn)定性；再通過(guò)均衡力降低轉(zhuǎn)子不平衡問(wèn)題。④振動(dòng)摩擦問(wèn)題，可在摩擦相對(duì)嚴(yán)重位置添加潤(rùn)滑劑，減少摩擦；還需針對(duì)汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)的老舊部位，及時(shí)更換相關(guān)部件，并在后續(xù)注意觀察。

（三）注油器出口油壓下降

1.分析汽機(jī)運(yùn)行特征，注油器出口油壓下降是目前面臨的主要問(wèn)題，依靠上述故障診斷體系，判斷油壓變化情況，初始油壓為0.065MPa，在運(yùn)行24h后為0.058MPa，33h后為0.052MPa，48h后為0.047MPa，100h后為0.021MPa。分析問(wèn)題原因，可能是油路堵塞、閥門(mén)失效、油泵故障等。

2.為解決油壓持續(xù)下降的問(wèn)題，提出以下解決對(duì)策：①加強(qiáng)運(yùn)行檢測(cè)，定期從油箱底部冷油器油側(cè)放油取樣，化驗(yàn)油質(zhì)，判斷有無(wú)過(guò)多水進(jìn)入油系統(tǒng)?？紤]到油箱箱底為傾斜的，油中的水會(huì)在重力作用下沉淀在油箱底部一角便于排出，可通過(guò)監(jiān)測(cè)油箱中水分含量，確定其問(wèn)題所在，并進(jìn)行針對(duì)性處理。②檢查油路有無(wú)堵塞，若因長(zhǎng)期使用劣質(zhì)潤(rùn)滑油或者一直未更換潤(rùn)滑油所致，需要及時(shí)清洗油路，并用專(zhuān)用清洗劑清洗，避免遺留廢液，后續(xù)選擇高質(zhì)量潤(rùn)滑油[6]。③針對(duì)閥門(mén)失效問(wèn)題，需檢查控制閥、注油閥等裝置，并更換對(duì)應(yīng)元件，后續(xù)加強(qiáng)監(jiān)視。④針對(duì)油泵故障，需核查其壓力正常與否，通過(guò)萬(wàn)能表測(cè)試油泵，若油泵壓力低，可更換對(duì)應(yīng)零部件，或者直接更換新的油泵。

（四）給水泵前置泵軸承溫度高

1.進(jìn)行問(wèn)題分析，主要集中在以下幾個(gè)方面：軸承潤(rùn)滑油冷卻水管路不暢，當(dāng)前冷卻能力不達(dá)標(biāo)；熱工測(cè)點(diǎn)損壞或者安裝不當(dāng)，造成虛假指示報(bào)警；潤(rùn)滑油中含有其他雜質(zhì)，軸承磨損造成溫度升高；軸承游隙偏??；轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)過(guò)小；給水泵前置泵與電動(dòng)機(jī)對(duì)輪間距預(yù)留不合格，造成泵體內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，產(chǎn)生較大推力。

2.問(wèn)題處理，可按照以下步驟展開(kāi)：①問(wèn)題排查，先檢查潤(rùn)滑油管路，確保冷卻水管路暢通，冷卻水流量正常；核檢熱工溫度測(cè)點(diǎn)，確保測(cè)點(diǎn)完好，正常顯示；更換油室內(nèi)部潤(rùn)滑油，且化驗(yàn)后潤(rùn)滑油所有指標(biāo)滿足要求；檢查軸承保持架、滾珠、滑道等，未發(fā)現(xiàn)缺陷，不用更換軸承，可適當(dāng)增加軸承間游隙。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析，確定問(wèn)題所在[7]。②確定水泵轉(zhuǎn)子類(lèi)型，列出軸向竄動(dòng)設(shè)計(jì)值，充分考量轉(zhuǎn)子部件受力、膨脹、熱態(tài)、冷態(tài)等狀況下的具體表現(xiàn)，在轉(zhuǎn)動(dòng)部件軸向竄動(dòng)較小甚至為0時(shí)，圓錐滾子軸承外圈、滾珠接觸力較大，會(huì)劇烈摩擦，提升軸承溫度，具體觀察轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)值，為達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)引發(fā)軸承溫升，需重新設(shè)定軸承間隔環(huán)間隙，再更換優(yōu)質(zhì)軸承，進(jìn)行軸承間隔環(huán)精加工，使其滿足要求。③后續(xù)在前置泵運(yùn)行過(guò)程中，需密切觀察軸承、設(shè)備損壞程度、泵軸、聯(lián)軸器中心、油質(zhì)、設(shè)備軸承冷卻水、滾動(dòng)軸承等的運(yùn)行情況，提出預(yù)防措施，避免再次出現(xiàn)比較嚴(yán)重的溫升問(wèn)題。

（五）疏水系統(tǒng)泄漏

1.汽機(jī)熱力系統(tǒng)中，會(huì)結(jié)合運(yùn)行需求，配置大量疏水閥，以此來(lái)減少蒸汽損耗，但因其內(nèi)部泄漏，會(huì)引發(fā)汽機(jī)熱負(fù)荷大量損耗，不利于節(jié)能降耗。

2.在處理疏水閥泄漏問(wèn)題時(shí)，進(jìn)行疏水閥整體系統(tǒng)優(yōu)化，尋找內(nèi)部泄漏問(wèn)題真正來(lái)源，如疏水閥腐蝕問(wèn)題、疏水閥與疏水閥間的壓力差等，按照以下方法予以處理：①疏水閥檢測(cè)：傳統(tǒng)方法，如耳朵貼著螺絲刀聽(tīng)，但在高溫、高空處無(wú)法接近；應(yīng)用工業(yè)用探測(cè)器，了解疏水閥操作特性，但管道噪音可能影響檢測(cè)結(jié)果，且一些微小的泄漏問(wèn)題無(wú)法及時(shí)查明；法國(guó)超聲波疏水閥檢漏儀，具備較好應(yīng)用效果，但引入成本高，需進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。②結(jié)合疏水閥存在的問(wèn)題，選擇對(duì)應(yīng)的處理方法，如及時(shí)更換新的止水閥或者調(diào)整止水閥設(shè)計(jì)方案，使其與整個(gè)熱力系統(tǒng)協(xié)調(diào)。

（六）安全問(wèn)題

1.汽機(jī)運(yùn)行安全問(wèn)題一直存在，主要是高溫、高壓、火災(zāi)危險(xiǎn)，如何進(jìn)行有效的處理與規(guī)避，是關(guān)鍵要點(diǎn)。如汽機(jī)高壓旁路最高溫度達(dá)到上千度，若出現(xiàn)泄漏，會(huì)造成難以估量的損害。

2.針對(duì)可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題，做好以下工作：①提升運(yùn)行巡檢人員專(zhuān)業(yè)能力，加強(qiáng)安全學(xué)習(xí)，深刻了解汽機(jī)運(yùn)行中的相關(guān)安全問(wèn)題，具備基本的安全事故應(yīng)對(duì)、處理能力。②做好汽機(jī)設(shè)備的定期檢查工作，尤其是在汽機(jī)大小修期間，需安排巡檢人員、檢修人員對(duì)接，就可能出現(xiàn)事故的設(shè)備進(jìn)行安全試驗(yàn)，剔除風(fēng)險(xiǎn)因素，提升運(yùn)行安全程度。

結(jié)語(yǔ)

綜上，文章就火電廠汽機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施展開(kāi)了綜合論述與分析，應(yīng)給予其足夠的重視，明確上述各項(xiàng)措施在實(shí)際落實(shí)中的優(yōu)勢(shì)與不足，發(fā)揚(yáng)優(yōu)勢(shì)、彌補(bǔ)不足，并注重對(duì)相關(guān)問(wèn)題的提前發(fā)現(xiàn)，完善故障診斷機(jī)制，確定故障類(lèi)型、嚴(yán)重程度等，處理進(jìn)程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)火電廠長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。