状态检修在汽轮机检修中的应用研究

沈 琦

（中国石油大庆石化公司热电厂，黑龙江大庆 163000）

0 引言

汽轮机是火力发电的核心设备，该设备的使用工况较为恶劣，需要承受复杂的环境考验，与汽轮机寿命直接相关的零件是汽轮机轴和叶片，汽轮机的寿命决定着火力发电站的经济效益和安全效益，对其进行科学的维修与保养非常重要。

1 状态检修的构成

1.1 状态检修系统

状态检修系统是一项基于设备数据监测的检修技术。该系统会收集监测设备的在线与离线数据。设备数据监测的检修技术在汽轮机检测工作中已得到一定的应用，形成了较为完善的体系，现阶段已实现汽轮机运行参数的接收和存储，在大型设备检测方面也呈现一定的应用前景。尤其在振动监测与故障诊断方面取得了丰硕的成果。

1.2 状态信息处理

在汽轮机检修中，状态检修的主要工作内容是状态信息的处理，完成这项工作需要对时间扇区或频率扇区进行测试，掌握设备的运行状态。这需要对接收的信号进行处理，信号是以电磁波的形式传送到设备中，经过处理后工作人员可以通过显示器查看信息，对信息进行辨别和处理。

1.3 特殊设备诊断系统

工作人员通过状态检测系统能够全方位掌握汽轮机的运行状态，将重要的运行信息以不同形式提取出来，为评价设备的运行状况，以及预测设备的维修和保养提供依据，检测系统所导出的数据能够支撑设备保养与维修计划的制定。系统内部集成了专家诊断功能，通过建立专家经验数据库，与设备的运行状态做比较，最终由设备的逻辑处理器得出结论，该系统具有较强的纠错功能，拥有较高的准确率，可以自动识别常见错误。检测诊断装置如图1 所示。

图1 设备检测诊断装置

2 汽轮机状态检修技术流程

2.1 检测汽轮机状态

汽轮机运行时，各组成部件不可避免的存在一些故障隐患，这些故障隐患会随着设备的不断使用而逐渐增加，使设备发生故障停机的概率不断增大，威胁机组的运行安全，假如放任不管，设备的安全系数就无法保证，随着时间的不断增长，势必在将来的某一天发生故障。因此，必须对设备的潜在故障给予高度重视，详细分析设备运行所产生的各项数据，全面掌握设备的运行状态，对设备运行情况进行监测是为了更好的发现潜在故障，及时排除各项安全隐患，避免因设备故障导致的各种问题。设备故障检测信号传递装置如图2 所示，设备故障检测信号处理装置如图3 所示。

图2 设备故障检测信号传递装置

图3 设备故障检测信号处理装置

2.2 处理信息状态

轴系组件和叶片的工作环境较为恶劣，是重点故障发生区域，一旦发生故障就会导致重大安全生产事故，在进行汽轮机状态检修时要尤其留意轴系组件与叶片的安全隐患，将其作为重点检测项目。首先要观察涡流状态信息，及时发现错误信号、异常信号，对这些收集到的信息进行有针对性的分析，与数据库进行对比来判断当前设备的运行情况。一旦发现异常故障信息，要对其进行再次识别，找寻产生异常信息的原因，通常采用频率分析或时域分析的方法对故障的类型进行判断，保留收集到的信息作为维修工作人员的参考，帮助维修工作人员更好的判断故障类型和位置，为准确排除故障，保证汽轮机的运行做准备。状态检修可以大大提高故障诊断的效率，降低维修成本，使汽轮机始终保持在一个较好的运行状态，提升火力发电站的经济效益。

2.3 汽轮机故障诊断

对汽轮机的监测数据进行处理后才能开启诊断程序，来判断汽轮机是否存在设备故障，分析故障的类型和位置。基于实时监控模块，设备维修人员需要根据监控模块所提供的数据开展工作，才能更好的了解汽轮机运行状态，针对不同的故障类型和位置制定合适的维修方案，通常状态诊断系统可以自动完成设备故障的判断和分类，基于经验数据库的对比诊断，可以得到精确的诊断结果，并根据状态监测系统所反馈的实时数据给出故障信息，具有集成化、自动化、智能化、高效化的优点。故障诊断完成后，状态检修系统会输出诊断结果，提示工作人员故障的原因与位置，并给予一定的维修方案推荐。状态检修可以准确的获取设备的故障信息，通过实时监测设备的运行状态，收集运行数据并进行数据分析，实现设备运行状态的实时监控，实现比人工故障排查更加准确高效的工作效率，降低维修工作人员的劳动强度，提升汽轮机的运行效率和运行质量，保障汽轮机的运行安全。

3 状态检修在汽轮机检修中的应用

3.1 油液污染情况监测

对火力发电站的汽轮机，油污监测必不可少，汽轮机运转时需要很好的润滑，润滑油还起到降温的作用，对机油的数量和成分进行分析判断机油的使用情况，以此来监测汽轮机的油液是否正常，一旦机油出现老化或杂质含量过高势必影响汽轮机的正常运转，造成故障隐患。油污监测可以反映多方面的机油信息，帮助工作人员准确判断汽轮机的运行状态。

3.2 汽轮机振动监测

设备振动会导致多方面的故障，极易造成设备的损坏，也是反映设备故障的重要参照，设备振动的变化情况与设备运行状态相关。监测汽轮机运行的振动情况，能够有效判断设备的故障类型，在状态检修系统中尤其重视振动监测，通过大量的监听、监测设备运行中的振动情况，并建立数学模型进行振动的分析，输出完整的数据信息。当前汽轮机振动监测技术已经比较完善，能够实现自动监测与分析，并通过数据库分析振动变化的原因，为维修工作人员选择合适的措施提供依据。

3.3 汽轮机性能监测技术

汽轮机性能监测有助于分析汽轮机的运行参数变化，为进一步掌握汽轮机的运行状态提供更加丰富的参考，对进一步分析设备运行条件，分析设备的故障位置和故障原因具有极高的意义，例如汽轮机运行过程中某一部件发生故障，肯定会影响汽轮机的性能，此时就会在性能监测模块中得到反应，为工作人员及时发现设备故障提供保障。

3.4 叶片应力情况检测

叶片是汽轮机的核心部件，叶片的损坏是汽轮机发生停电故障的主要原因，也是造成火力发电厂重大生产事故的主要原因。随着检测技术的不断发展，汽轮机叶轮叶片应力检测技术已经诞生，通过专用的软件分析叶片的寿命，该软件能够自动监测叶片的使用情况，显示叶片应力等相关参数，将其与热力学相结合，可以有效的分析叶片的运行状态，帮助工作人员了解叶轮叶片运行时的应力分布，准确判断叶片的使用寿命，获取单位负载等信息。

3.5 机组状态检测

机组状态检测是状态检修的一大优势，可以帮助使用者最大化发挥汽轮机的性能，并实时掌握机组的运行状态。为技术人员提供详细的汽轮机运行变化数据，对汽轮机的运行优化提供数据支持，以便于改善汽轮机的运行情况，更好的发挥汽轮机的性能与优势。机组状态检测能够反映汽轮机组的健康状态，为尽早发现汽轮机的运行故障提供依据，通过与经验数据库的对比，及时了解不正常运行数据所表达的含义，预测可能发生的设备损坏，并及时采取针对性措施，降低事故发生率，为汽轮机机组的稳定运行提供保障，进而提升火力发电站的经济效益。

4 结束语

汽轮机的检修是一项综合的系统工程，汽轮机状态检修是现阶段比较先进的检测模式，具有科学高效等优势，逐渐在火力发电站设备检修中得到推广，状态检修可以大大提高汽轮机的检修效率，帮助工作人员快速准确的判断故障类型和位置，以便于工作人员选择最佳维修方案，大大降低工作人员的劳动强度，提高汽轮机的维修与养护效率。