設備精密診斷技術在電廠的實踐與應用

徐建利

(華電新鄉發電有限公司，河南 新鄉 453000)

設備精密診斷技術在電廠的實踐與應用

徐建利

(華電新鄉發電有限公司，河南 新鄉 453000)

華電新鄉發電有限公司自實施設備精密診斷技術以來，將精密診斷技術與設備日常管理、機組檢修相結合并建立了設備運行狀態大數據，使設備管理工作關口前移，有效防止了設備的過修、欠修，可以更好地指導設備管理工作。2個精密點檢案例表明，設備精密診斷技術在設備科學化管理、有效降低設備維護成本等方面起到了重要作用。

設備管理；精密診斷技術；大數據；維護成本

0 引言

華電新鄉發電有限公司(以下簡稱新鄉發電公司)地處豫北工業城市新鄉，一期工程建設2臺660 MW燃煤汽輪發電機組，并于2007年實現雙投，是華電集團在豫的最大容量火力發電企業。公司機組投產之初就確立了以“點檢定修”為核心的設備管理模式，并引進了“小神探”設備點檢系統，經過幾年的發展，該系統在設備狀態檢測、故障分析方面已不能滿足電廠的發展需要。為進一步加強公司設備監測管理，經過充分的調研與籌備，新鄉發電公司于2014年9月正式開始實施精密點檢項目，經過2年多的摸索與實踐，設備的精密點檢工作已與設備的日常管理、機組大小修等形成有機的結合，在科學化管理、有效降低設備維護費用等方面起到了重要作用。

1 具體實施過程

新鄉發電公司以華電集團推行的精益化管理和設備精密診斷技術為契機，結合公司生產管理工作實際需求，經過前期技術調研、中期實踐摸索、后期改進提煉，逐步將精密診斷技術融入設備日常管理、機組大小修管理工作中。

1.1 精密診斷技術與設備日常管理相結合

在以往的設備日常管理中，點巡檢人員診斷設備故障的主要方法是看、聽、摸、嗅，或者借助簡單的儀器(如聽針、測溫槍等)來獲取運行設備的表象參數，然后根據經驗分析判斷設備的健康狀況[1]，這種設備故障診斷方法存在如下問題。

(1)不能及時發現設備存在的問題。發現設備異常時往往設備缺陷已經發展到一定階段，必須立即進行檢修，有可能對機組安全穩定運行造成不利影響，同時增加了檢修難度和維護費用。

(2)無法準確診斷設備具體存在的問題。設備發生故障時，往往依靠經驗進行診斷，有很大的盲目性和不確定性，有可能造成設備反復檢修。

(3)設備修后的驗收手段存在漏洞。設備檢修后進行驗收時，僅依靠手持測振儀、聽針來檢測設備振動和聲響，不能有效檢測出設備潛在的故障。

針對以上設備日常管理存在的不足，新鄉發電公司充分發揮設備精密診斷技術在設備日常管理中的作用，以設備精密診斷為核心，結合日常巡檢、“小神探”點檢，掌握設備運行狀態，根據設備的劣化趨勢開展預知性檢修。精密診斷人員定期對設備的振動檢測、紅外檢測、超聲檢測數據進行分析，掌握理論設備運行狀態，對存在劣化傾向的設備提出改善建議，對存在重大隱患的設備，會同生產技術部專工或電科院專家進行分析確診，制訂處理方案并下發《設備預警通知單》。對能隔離檢修的設備，指導相關專業及時消除隱患，并對修后設備的運行狀況進行檢測，評估改善效果，實行閉環管理；對無法隔離的設備制訂防范措施，縮短點檢周期，加強檢測巡檢力度，及時掌握設備的劣化趨勢，為下一步設備的改善提供依據，使設備管理工作關口前移，有效提高設備的可靠性。

1.2 精密診斷技術與機組檢修相結合

機組設備檢修管理工作是發電企業設備管理的重要環節，精密診斷技術與精細化檢修是設備檢修管理的兩個車輪，這兩個車輪必須齊頭并進，才能使設備檢修管理工作達到一個全新的高度。為了突破“壞了修、修了再壞、反復維修、過度維修”的傳統檢修瓶頸，新鄉發電公司在2015年5月#2機組小修中開始探索精密診斷技術在機組檢修中的應用。在機組檢修前對設備進行總體檢，同時結合《機組可靠性分析報告》《設備修前狀態分析報告》和《設備滾動檢修計劃表》，編制《機組修前設備體檢報告》，對運行狀態較差的設備提出檢修建議，對運行狀態較好的設備提出免修建議。設備修后采取精密診斷技術進行所有主要輔機設備修后的調試工作，根據檢測數據分析設備修后狀態，對檢修不完善的設備進行原因分析，制訂改善方案并配合設備檢修部門共同處理設備故障，有效防止了設備的過修、欠修。

表1 密封風機電機振速與振幅

在過去2年多的時間里，新鄉發電公司在5次機組檢修中逐步提高了實施狀態檢修設備的比例。在2017年3月開展的#2機組小修中，根據前期的設備狀態檢測，編制《#2機組修前設備體檢報告》，并以此為依據制訂設備檢修項目計劃表，重要的轉動設備已基本實現狀態檢修，轉動設備檢修比例以及設備檢修費用均創歷史最低。

1.3 建立設備運行狀態大數據

發電企業是一種技術密集型和知識密集型企業，企業設備數據量大、數據種類多、實時性強、數據所蘊藏的價值大。新鄉發電公司利用精密診斷儀器不間斷地采集設備運行數據，不斷豐富系統內數據量，根據采集的數據對精密診斷平臺上主、輔設備的運行狀態進行動態分析，同時結合設備解體檢修中掌握的參數，通過互聯網進行分類、歸納、保存，形成集設備日常運行、修前、修后運行狀態為一體的動態數據鏈，逐步建立了設備運行狀態大數據庫。

目前，新鄉發電公司轉動設備定期給油脂和滾動檢修工作普遍存在周期設置過長或過短的問題，周期設置過長會縮短設備使用壽命，周期設置過短會增加設備維護成本。通過分析、歸納、總結歷史數據，逐步掌握了設備劣化規律，從而科學地制訂了設備的定期給油脂周期和滾動檢修周期，修編了《華電新鄉發電有限公司設備給油脂管理標準》和《設備定期滾動檢修計劃表》，可以更好地指導設備管理工作。

2 精密點檢案例

新鄉發電公司開展設備精密點檢以來，先后處理了多起重要設備故障，現將2起典型輔機的振動處理情況總結如下。

2.1#2鍋爐B密封風機電機軸承故障

新鄉發電公司磨煤機密封風機為臥式離心懸臂式結構，每臺機組布置2臺，1運1備，其中#2機組B密封風機運行中電機自由端冷卻風扇側有較大異音，用測振儀測量電機驅動端和自由端振速和振幅，均在合格范圍內，振動數據見表1。

用精密診斷儀器進行檢測，從圖1、圖2可以看出，電機自由端振動頻譜和解調譜中主要以1倍頻振動為主，并且出現了明顯的軸承外圈(BPO)以及軸承內圈(BPI)故障特征頻率，分析為電機自由端軸承存在嚴重故障[2]。

圖1 電機自由端振動頻譜(截圖)

圖2 電機自由端解調譜(截圖)

根據診斷結論，對電機自由端進行了解體檢查，解體發現電機自由端軸承內、外圈有明顯的波紋狀溝痕，屬于明顯的軸承電腐蝕故障特征(如圖3所示)，與前期診斷結論相吻合。

圖3 解體后的電機自由端軸承

2.2#1鍋爐E磨煤機減速機齒輪故障

新鄉發電公司制粉系統采用雙進雙出鋼球磨煤機，屬低速直吹式磨煤機，電機與小牙輪間采用三級減速的減速機連接。2015年9月點檢時，發現#1鍋爐E磨煤機減速機振動異常，用精密點檢測振設備對該減速機進行了檢測，各部件振動頻率計算結果見表2。

表2 減速機各部件振動頻率計算結果

用精密診斷儀器進行檢測，通過圖4、圖5可以看出，減速機振動頻譜中高頻段出現高、中速軸嚙合頻率(554.00 Hz)及其邊頻，邊頻帶為中速軸轉頻(10.09 Hz)，減速機解調譜中也是以中速軸轉頻及其諧波為主，分析為減速機中速軸齒輪存在磨損[3]。

圖4 減速機振動頻譜(截圖)

圖5 減速機解調譜(截圖)

根據診斷結論，對該磨煤機減速機進行解體檢查，發現減速機中速軸齒輪的部分齒已斷裂(如圖6所示)，與診斷結果一致。

圖6 解體后的減速機齒輪

3 精密診斷技術取得的效果

隨著設備精密診斷技術在新鄉發電公司設備管理中的應用，發電設備維修控制程序已逐步進行了優化，提高了公司運行、維修的基礎管理水平，同時有效優化了大小修項目，避免了設備的欠修或過修。2014年9月至2016年12月，新鄉發電公司通過設備精密診斷技術在設備日常管理、機組檢修管理中共診斷并驗證各類設備問題72項，防止設備損壞53臺，防止降出力5次，直接避免經濟損失約420萬元。新鄉發電公司設備缺陷數量由2014年的2 640 條降至2016年的1 062條，真正做到了“不將隱患演變成缺陷、不將缺陷演變成異常事件”，切實提高了設備檢修質量和健康水平。

4 結束語

隨著設備故障診斷技術的發展，很多電廠已引進了設備診斷技術，但如何將該技術更好地服務于生產將是以后需要研究的課題。本文系統介紹了精密診斷技術在電廠設備日常管理以及大小修管理過程中的實際應用，實踐證明，精密診斷技術在電廠設備的現代化管理中具有非常重要的現實意義，可以獲得可觀的經濟效益，值得各電廠借鑒。

[1]沙德生，陳江.火電廠設備狀態檢修技術與管理：精密點檢 故障診斷 預知排查 風險管控[M].北京：中國電力出版社，2016.

[2]楊國安.滾動軸承故障診斷實用技術[M].北京：中國石化出版社，2012.

[3]鐘秉林，黃仁.機械故障診斷學[M].北京：機械工業出版社，2007.

(本文責編：劉芳)

2017-04-09；

2017-05-12

TM 621

B

1674-1951(2017)05-0055-03

徐建利(1987—)，男，河南安陽人，助理工程師，從事電廠設備精密診斷工作(E-mail:851188402@qq.com)。