设备精密诊断技术在电厂的实践与应用

2017-06-15徐建利

综合智慧能源 2017年5期

关键词：减速机新乡发电

徐建利

(华电新乡发电有限公司，河南新乡 453000)

设备精密诊断技术在电厂的实践与应用

徐建利

(华电新乡发电有限公司，河南新乡 453000)

华电新乡发电有限公司自实施设备精密诊断技术以来，将精密诊断技术与设备日常管理、机组检修相结合并建立了设备运行状态大数据，使设备管理工作关口前移，有效防止了设备的过修、欠修，可以更好地指导设备管理工作。2个精密点检案例表明，设备精密诊断技术在设备科学化管理、有效降低设备维护成本等方面起到了重要作用。

设备管理；精密诊断技术；大数据；维护成本

0 引言

华电新乡发电有限公司(以下简称新乡发电公司)地处豫北工业城市新乡，一期工程建设2台660 MW燃煤汽轮发电机组，并于2007年实现双投，是华电集团在豫的最大容量火力发电企业。公司机组投产之初就确立了以“点检定修”为核心的设备管理模式，并引进了“小神探”设备点检系统，经过几年的发展，该系统在设备状态检测、故障分析方面已不能满足电厂的发展需要。为进一步加强公司设备监测管理，经过充分的调研与筹备，新乡发电公司于2014年9月正式开始实施精密点检项目，经过2年多的摸索与实践，设备的精密点检工作已与设备的日常管理、机组大小修等形成有机的结合，在科学化管理、有效降低设备维护费用等方面起到了重要作用。

1 具体实施过程

新乡发电公司以华电集团推行的精益化管理和设备精密诊断技术为契机，结合公司生产管理工作实际需求，经过前期技术调研、中期实践摸索、后期改进提炼，逐步将精密诊断技术融入设备日常管理、机组大小修管理工作中。

1.1 精密诊断技术与设备日常管理相结合

在以往的设备日常管理中，点巡检人员诊断设备故障的主要方法是看、听、摸、嗅，或者借助简单的仪器(如听针、测温枪等)来获取运行设备的表象参数，然后根据经验分析判断设备的健康状况[1]，这种设备故障诊断方法存在如下问题。

(1)不能及时发现设备存在的问题。发现设备异常时往往设备缺陷已经发展到一定阶段，必须立即进行检修，有可能对机组安全稳定运行造成不利影响，同时增加了检修难度和维护费用。

(2)无法准确诊断设备具体存在的问题。设备发生故障时，往往依靠经验进行诊断，有很大的盲目性和不确定性，有可能造成设备反复检修。

(3)设备修后的验收手段存在漏洞。设备检修后进行验收时，仅依靠手持测振仪、听针来检测设备振动和声响，不能有效检测出设备潜在的故障。

针对以上设备日常管理存在的不足，新乡发电公司充分发挥设备精密诊断技术在设备日常管理中的作用，以设备精密诊断为核心，结合日常巡检、“小神探”点检，掌握设备运行状态，根据设备的劣化趋势开展预知性检修。精密诊断人员定期对设备的振动检测、红外检测、超声检测数据进行分析，掌握理论设备运行状态，对存在劣化倾向的设备提出改善建议，对存在重大隐患的设备，会同生产技术部专工或电科院专家进行分析确诊，制订处理方案并下发《设备预警通知单》。对能隔离检修的设备，指导相关专业及时消除隐患，并对修后设备的运行状况进行检测，评估改善效果，实行闭环管理；对无法隔离的设备制订防范措施，缩短点检周期，加强检测巡检力度，及时掌握设备的劣化趋势，为下一步设备的改善提供依据，使设备管理工作关口前移，有效提高设备的可靠性。

1.2 精密诊断技术与机组检修相结合

机组设备检修管理工作是发电企业设备管理的重要环节，精密诊断技术与精细化检修是设备检修管理的两个车轮，这两个车轮必须齐头并进，才能使设备检修管理工作达到一个全新的高度。为了突破“坏了修、修了再坏、反复维修、过度维修”的传统检修瓶颈，新乡发电公司在2015年5月#2机组小修中开始探索精密诊断技术在机组检修中的应用。在机组检修前对设备进行总体检，同时结合《机组可靠性分析报告》《设备修前状态分析报告》和《设备滚动检修计划表》，编制《机组修前设备体检报告》，对运行状态较差的设备提出检修建议，对运行状态较好的设备提出免修建议。设备修后采取精密诊断技术进行所有主要辅机设备修后的调试工作，根据检测数据分析设备修后状态，对检修不完善的设备进行原因分析，制订改善方案并配合设备检修部门共同处理设备故障，有效防止了设备的过修、欠修。

表1 密封风机电机振速与振幅

在过去2年多的时间里，新乡发电公司在5次机组检修中逐步提高了实施状态检修设备的比例。在2017年3月开展的#2机组小修中，根据前期的设备状态检测，编制《#2机组修前设备体检报告》，并以此为依据制订设备检修项目计划表，重要的转动设备已基本实现状态检修，转动设备检修比例以及设备检修费用均创历史最低。

1.3 建立设备运行状态大数据

发电企业是一种技术密集型和知识密集型企业，企业设备数据量大、数据种类多、实时性强、数据所蕴藏的价值大。新乡发电公司利用精密诊断仪器不间断地采集设备运行数据，不断丰富系统内数据量，根据采集的数据对精密诊断平台上主、辅设备的运行状态进行动态分析，同时结合设备解体检修中掌握的参数，通过互联网进行分类、归纳、保存，形成集设备日常运行、修前、修后运行状态为一体的动态数据链，逐步建立了设备运行状态大数据库。

目前，新乡发电公司转动设备定期给油脂和滚动检修工作普遍存在周期设置过长或过短的问题，周期设置过长会缩短设备使用寿命，周期设置过短会增加设备维护成本。通过分析、归纳、总结历史数据，逐步掌握了设备劣化规律，从而科学地制订了设备的定期给油脂周期和滚动检修周期，修编了《华电新乡发电有限公司设备给油脂管理标准》和《设备定期滚动检修计划表》，可以更好地指导设备管理工作。

2 精密点检案例

新乡发电公司开展设备精密点检以来，先后处理了多起重要设备故障，现将2起典型辅机的振动处理情况总结如下。

2.1#2锅炉B密封风机电机轴承故障

新乡发电公司磨煤机密封风机为卧式离心悬臂式结构，每台机组布置2台，1运1备，其中#2机组B密封风机运行中电机自由端冷却风扇侧有较大异音，用测振仪测量电机驱动端和自由端振速和振幅，均在合格范围内，振动数据见表1。

用精密诊断仪器进行检测，从图1、图2可以看出，电机自由端振动频谱和解调谱中主要以1倍频振动为主，并且出现了明显的轴承外圈(BPO)以及轴承内圈(BPI)故障特征频率，分析为电机自由端轴承存在严重故障[2]。

图1 电机自由端振动频谱(截图)

图2 电机自由端解调谱(截图)

根据诊断结论，对电机自由端进行了解体检查，解体发现电机自由端轴承内、外圈有明显的波纹状沟痕，属于明显的轴承电腐蚀故障特征(如图3所示)，与前期诊断结论相吻合。

图3 解体后的电机自由端轴承

2.2#1锅炉E磨煤机减速机齿轮故障

新乡发电公司制粉系统采用双进双出钢球磨煤机，属低速直吹式磨煤机，电机与小牙轮间采用三级减速的减速机连接。2015年9月点检时，发现#1锅炉E磨煤机减速机振动异常，用精密点检测振设备对该减速机进行了检测，各部件振动频率计算结果见表2。

表2 减速机各部件振动频率计算结果

用精密诊断仪器进行检测，通过图4、图5可以看出，减速机振动频谱中高频段出现高、中速轴啮合频率(554.00 Hz)及其边频，边频带为中速轴转频(10.09 Hz)，减速机解调谱中也是以中速轴转频及其谐波为主，分析为减速机中速轴齿轮存在磨损[3]。

图4 减速机振动频谱(截图)

图5 减速机解调谱(截图)

根据诊断结论，对该磨煤机减速机进行解体检查，发现减速机中速轴齿轮的部分齿已断裂(如图6所示)，与诊断结果一致。

图6 解体后的减速机齿轮

3 精密诊断技术取得的效果

随着设备精密诊断技术在新乡发电公司设备管理中的应用，发电设备维修控制程序已逐步进行了优化，提高了公司运行、维修的基础管理水平，同时有效优化了大小修项目，避免了设备的欠修或过修。2014年9月至2016年12月，新乡发电公司通过设备精密诊断技术在设备日常管理、机组检修管理中共诊断并验证各类设备问题72项，防止设备损坏53台，防止降出力5次，直接避免经济损失约420万元。新乡发电公司设备缺陷数量由2014年的2 640 条降至2016年的1 062条，真正做到了“不将隐患演变成缺陷、不将缺陷演变成异常事件”，切实提高了设备检修质量和健康水平。