火電廠輔機設備的狀態(tài)檢修技術開發(fā)

1、火電廠輔機設備的狀態(tài)檢修技術開發(fā)                        摘  要火電廠輔機設備的狀態(tài)檢修技術開發(fā)是電廠狀態(tài)檢修整體技術的重要部分，熱工研究院開發(fā)采用的離線狀態(tài)監(jiān)測在線系統(tǒng)安全性監(jiān)測在線系統(tǒng)經(jīng)濟性監(jiān)測綜合故障診斷與維修決策支持模式，是一個具有自主知識產(chǎn)權的新嘗試。在福建電廠的成功實施表明，這種新模式比較適合中國電廠實

2、際情況和需求，實現(xiàn)了創(chuàng)新性和實用性相結(jié)合的開發(fā)要求。     一、背景     隨著電力體制改革的深入，發(fā)電廠對發(fā)電成本的控制越來越嚴格，如何合理的減少維修費用，同時有效提高運行安全性己是當務之急。汽輪機、鍋爐等主機雖然是關鍵設備，但其制造技術已較成熟，監(jiān)測技術也較完善，故其可靠性都比較高，由于火電廠系統(tǒng)復雜，而一些輔機設備往往是火電廠設備狀態(tài)監(jiān)測的薄弱環(huán)節(jié)，是造成機組非計劃停機的主要原因之一，保證輔機設備的安全運行是電廠日常維護和維修的重要內(nèi)容。同時，任何一個系統(tǒng)或主要輔機設備的故障都會影響電

3、廠的經(jīng)濟性，造成發(fā)電成本的增加。因此，開展火電廠輔機狀態(tài)監(jiān)測工作，保證火電機組主要輔機設備良好的運行狀態(tài)，達到優(yōu)化檢修的目的，具有十分重要的意義。近年來，針對輔機部件的狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術的發(fā)展十分迅速，輔機部件（電動機和轉(zhuǎn)動部件等）的狀態(tài)監(jiān)測技術已經(jīng)成熟。主要的技術包括：     1. 振動診斷技術；     2. 油液分析技術；     3. 紅外線設備診斷技術；     4. 超聲波泄漏監(jiān)聽技

4、術。振動監(jiān)測技術主要是應用在線和便攜式振動監(jiān)測儀器，對設備的振動頻譜進行連續(xù)或經(jīng)常性檢測，以分析設備的振動特性，判斷運行狀態(tài)變化趨勢，為設備的運行和維修提供信息。油液分析主要是對潤滑油的成分、污染度、機器磨損狀況進行檢測，以掌握潤滑油的變質(zhì)情況，判斷磨損狀態(tài)變化趨勢，為設備的運行和維修提供信息。紅外線設備診斷技術主要是使用便攜式紅外線檢測儀，對電機設備的外殼超溫狀況進行檢測，以發(fā)現(xiàn)設備的超溫部位，采取及時維修措施。聲波泄漏監(jiān)聽裝置，也是利用超聲波的特性，對設備發(fā)出的微小泄漏聲音進行檢測，以找出設備的泄漏部位，采取及時維修措施。國外輔機部件狀態(tài)監(jiān)測技術的發(fā)展已經(jīng)成熟，監(jiān)測裝置和分析軟件也比較先進

5、，在國內(nèi)電廠的應用越來越普遍。但在應用中發(fā)現(xiàn)，這些監(jiān)測技術往往是獨立的，主要是針對具體部件點的狀況，并不能夠全面監(jiān)測輔機系統(tǒng)的狀況；一般不能夠全面綜合的分析設備變化趨勢，即不具有綜合診斷故障功能。如何給出設備的整體狀態(tài)診斷結(jié)果，為維修決策提供更全面的支持依據(jù)，有必要進行進一步的研究。二、 輔機狀態(tài)檢修關鍵技術研究簡介該研究項目是國家電力公司狀態(tài)檢修課題的子項目，并作為與福建省電力有限公司、福建省電力試驗研究院和廈門華夏國際電力發(fā)展有限公司合作課題，列為福建省電力公司2000年研究課題。主要研究內(nèi)容包括：? 輔機狀態(tài)檢修模式的探討；? 輔機狀態(tài)監(jiān)測技術的選擇與實施；? 系統(tǒng)安全性監(jiān)測技術的開發(fā)；

6、? 系統(tǒng)運行經(jīng)濟性監(jiān)測技術的開發(fā)；? 輔機狀態(tài)綜合診斷系統(tǒng)的開發(fā)；? 依托工程電廠實施；通過3年的努力。福建實施項目已經(jīng)基本完成，并通過了福建省科委組織的鑒定。太倉電廠實施項目仍在進行中。     1. 輔機狀態(tài)檢修基本模式的探討研究表明，輔機的維修類型主要包括：設備故障導致功能下降而維修，系統(tǒng)安全性下降導致的維修，系統(tǒng)性能（經(jīng)濟性）下降導致的維修等三個方面。以往的監(jiān)測技術，主要注重輔機部件點的狀態(tài)變化，而在系統(tǒng)層面上的變化沒有給以重視，顯然是不合理的。目前在國內(nèi)推行的輔機振動狀態(tài)監(jiān)測方式包括在線和離線兩種，在線方式費用高，信息量大，已在山東等

7、一些電廠采用。而離線監(jiān)測方式實際上早已在電廠普遍采用，近年來隨著監(jiān)測儀器的性能提高，離線監(jiān)測的準確性已相當高，完全可以滿足設備狀態(tài)監(jiān)測的需要，因而沒有必要采用在線方式，同樣可以達到滿意效果。為此，熱工研究院設計了輔機設備離線與在線相結(jié)合，安全性監(jiān)測與經(jīng)濟性監(jiān)測相結(jié)合，設備監(jiān)測與系統(tǒng)監(jiān)測相結(jié)合的新模式，即：離線設備狀態(tài)監(jiān)測 在線系統(tǒng)安全性監(jiān)測 在線系統(tǒng)運行經(jīng)濟性監(jiān)測 綜合故障診斷與維修決策支持該模式充分考慮到中國電廠輔機運行狀況和狀態(tài)檢修技術需求，力圖提供一個完整的中國電廠輔機狀態(tài)檢修整體解決方案。     2. 輔機狀態(tài)監(jiān)測技術的選擇與應用該課

8、題在廈門華夏國際電力公司300MW 1、2號機組主要輔機上進行試點。采用國外成熟的振動監(jiān)測、油液分析、電機馬達監(jiān)測和紅外熱成像等多種監(jiān)測技術，定期對電廠主要輔機（旋轉(zhuǎn)機械設備）的狀態(tài)進行離線監(jiān)測，包括有送、引風機、一次風機，給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵等。監(jiān)測的主要內(nèi)容包括輔機設備的振動、潤滑油品質(zhì)、電機的運行狀況，轉(zhuǎn)子籠條斷裂、定子和轉(zhuǎn)子間的機械偏心，設備的熱像圖（溫度分布圖）等。經(jīng)過各方兩年多的共同努力，監(jiān)測工作己逐步走向規(guī)范，取得了階段性成果。在振動監(jiān)測方面，1A引風機開始監(jiān)測時，其1號瓦（電機外伸端）、2號瓦（電機聯(lián)軸器端）的軸向振動逐步增大，超過合格值4.5mm/s，最大分別為10.1

9、3 mm/s和5.52 mm/s，尤其是1號瓦振動接近危險值，嚴重影響機組的安全運行。根據(jù)分析，1號瓦軸承垂直和水平振動均在合格范圍內(nèi)，為 1.2 mm/s和 3.3 mm/s，說明引起軸向振動偏大的原因不是由于激振力大引起，分析其頻譜圖，主要是3倍頻和5倍頻的分量為主，而且2號瓦存在同樣的問題，初步分析為風機轉(zhuǎn)子止推軸承工作游隙過大引起的振動異常。由于1A引風機軸承自投用以來5年沒有更換，決定在2002年4月的小修中對1、2號軸承及風機的止推軸承解體檢查，確認止推軸承工作游隙過大。經(jīng)更換1、2號軸承并調(diào)整好止推軸承工作間隙后，故障消除，其振動均在合格范圍內(nèi)。2001年5月，采用電機故障診斷儀

10、對輔機設備進行監(jiān)測，成功地診斷出2號機組電動給水泵電機出現(xiàn)的籠條斷裂故障，電廠據(jù)此對電機進行及時的檢修，避免事故的進一步惡化。2001年11月 5日和 12月 10日在電廠 1號機輔機，包括引風機潤滑和液壓系統(tǒng)、一次風機、送風機、凝結(jié)水泵、汽動給水泵、電動給水泵、循環(huán)水泵共計14臺設備的軸承潤滑油系統(tǒng)進行取樣分析時，發(fā)現(xiàn)1A、1B引風機電機潤滑油箱內(nèi)存在大量可見的懸浮硬顆粒，1A、1B循環(huán)水泵在推力軸承故障后沒有進行徹底清理而殘留大量的磨損顆粒，顆粒度檢測結(jié)果均超過NAS12級。由于大量顆粒超過濾芯精度，將會引起濾芯失效和破損，同時濾芯的堵塞會造成供油不穩(wěn)，影響軸承轉(zhuǎn)動面油膜的厚度，引起潤滑不

11、良；另外大顆粒進入軸承轉(zhuǎn)動面間，還會引起磨料切削磨損，加劇了軸承磨損，縮短使用壽命，影響輔機運行穩(wěn)定性。同時，由于顆粒度基數(shù)太大，不僅會掩蓋輕度磨損的檢測，而且還會堵塞傳感器，損壞儀器。為此及時向電廠提出處理建議。進行油箱濾油處理，跟蹤內(nèi)部顆粒度變化情況。在紅外監(jiān)測方面，對主要輔機電機軸承進行監(jiān)測。2001年5月大修后不久發(fā)現(xiàn)1A引風機軸承溫度偏高。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)由于軸承方向放置不當引起軸的軸向位移導致導油環(huán)和甩油環(huán)之間嚴重的磨損，2002年4月份機組小修時更換軸承，故障排除，截至 2002年11月，1A引風機的軸承溫度有所下降。     3. 系統(tǒng)安全性監(jiān)測技術的開發(fā)輔機系統(tǒng)的安全時電廠關心的重要方面，為此開發(fā)了煙風系統(tǒng)、泵組的安全監(jiān)測系統(tǒng)。如電站風機尤其是軸流式風機，其本身具有較大的失速區(qū)，當風機運行在該區(qū)域時，風機內(nèi)氣流壓力波動劇烈，當氣流壓力波動頻率與葉