對(duì)火電廠輔助設(shè)備可靠性狀態(tài)的研究

摘 要：本文以當(dāng)前國(guó)內(nèi)火電廠輔助設(shè)備可靠性現(xiàn)狀為對(duì)象，分析輔助設(shè)備的健康狀態(tài)區(qū)分方式，通過(guò)數(shù)據(jù)分析的方式，制定健康識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。希望能夠?yàn)榛痣姀S輔助設(shè)備的運(yùn)行可靠性管理提供保障與依據(jù)。

關(guān)鍵詞：火電廠；輔助設(shè)備；可靠性狀態(tài)

一、輔助設(shè)備可靠性研究

（一）國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)輔助設(shè)備的研究主要采用了兩種方式。第一種性能退化分析法，第二種傳統(tǒng)可靠性指標(biāo)實(shí)時(shí)化法。第一種方法認(rèn)為系統(tǒng)或設(shè)備之所以會(huì)出現(xiàn)性能下降的問(wèn)題，與其自身性能退化有很大關(guān)系。這種研究方式利用建模分析的方式測(cè)試設(shè)備性能退化對(duì)設(shè)備整體的可靠性影響。第二種方法利用系統(tǒng)狀態(tài)與環(huán)境作為分析要素，二者的變量與可靠性指標(biāo)為對(duì)等聯(lián)系。通過(guò)檢測(cè)狀態(tài)變量與環(huán)境變量確定設(shè)備可靠性。

（二）可靠性劃分

目前業(yè)界一般采用《發(fā)電設(shè)備可靠性評(píng)價(jià)規(guī)程》（DL/T 793.2012）劃分輔助設(shè)備的可靠性。[1]我們從該規(guī)定中能夠得出，機(jī)組狀態(tài)總共包括20種，不過(guò)該規(guī)定對(duì)于輔助設(shè)備的設(shè)定卻僅僅只有6種。具體包括運(yùn)行、備用、計(jì)劃停運(yùn)、非計(jì)劃停運(yùn)、大修、小修。[2]

（三）現(xiàn)階段劃分問(wèn)題

一般來(lái)說(shuō)我們都會(huì)為輔助設(shè)備預(yù)留一定的容量和臺(tái)數(shù)，因此在輔助設(shè)備在外界環(huán)境影響下出現(xiàn)輕微故障、性能下降時(shí)，并不會(huì)對(duì)機(jī)組造成過(guò)多的影響，機(jī)組仍舊能夠在此過(guò)程中穩(wěn)定運(yùn)行。這種狀態(tài)是無(wú)法利用現(xiàn)行輔助設(shè)備可靠性狀態(tài)精準(zhǔn)描述的。[3]

事實(shí)上在輔助設(shè)備故障以后，監(jiān)督系統(tǒng)仍舊運(yùn)行的情況是非常常見(jiàn)的問(wèn)題，這屬于設(shè)備異常情況，是設(shè)備消缺的具體體現(xiàn)。為了更為真實(shí)、全面的掌握輔助設(shè)備可靠性，就必須增加在輔助設(shè)備故障以后仍舊運(yùn)行的描述。不同于輔助設(shè)備的無(wú)故障狀態(tài)，表達(dá)輔助設(shè)備輕微故障、一定磨損、性能下降、帶不滿出力。通過(guò)增加這類描述，以便更為精準(zhǔn)的獲知輔助設(shè)備的實(shí)際情況與運(yùn)行情況。

二、非健康輔助設(shè)備可靠性研究

（一）非健康概念

按照健康與非健康標(biāo)準(zhǔn)劃分，輔助設(shè)備的非健康指的就是在輔助設(shè)備出現(xiàn)異常以后，仍舊可以繼續(xù)運(yùn)行的可靠性狀態(tài)。結(jié)合故障機(jī)理劃分可以將其分類為性能不足型、堵塞泄露型、摩擦卡澀型、出力不足型四種。

（二）非健康描述

1.性能不足型

在輔助設(shè)備并沒(méi)有出現(xiàn)明顯問(wèn)題，但卻陷入了性能下降時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出輸入輸出量比值變化或自身輸入量增加情況。比如風(fēng)機(jī)性能或磨煤機(jī)性能因能力不足導(dǎo)致的電流變化、氣泵運(yùn)作能力不足導(dǎo)致的用氣量增加、脫硫脫硝系統(tǒng)因性能不足導(dǎo)致的噴氨量增加與漿液增加等等。該問(wèn)題的判斷難度非常大，需要提取參數(shù)性質(zhì)和參數(shù)變化。如果出現(xiàn)性能下降的部位為核心部件，代表的是情況和下降型相似，唯一區(qū)別是不會(huì)影響到設(shè)備的自身功能。如果性能下降部位為輔助部件，比如葉輪頂部的間隙，代表和堵塞泄露狀態(tài)相似，該問(wèn)題只會(huì)影響設(shè)備自己不會(huì)影響其他設(shè)備。

2.堵塞泄露型

暖風(fēng)器、凝汽器、空預(yù)器（空氣預(yù)熱器）是非常容易陷入堵塞的部件，一旦堵塞那么這些設(shè)備與系統(tǒng)就會(huì)陷入性能降低的問(wèn)題。比如空氣預(yù)熱器在堵塞以后，三大風(fēng)機(jī)就會(huì)面臨必須增加出力的問(wèn)題。而凝汽器在堵塞以后，設(shè)備與系統(tǒng)就會(huì)面臨循環(huán)泵必須增加出力的問(wèn)題。判斷方法為根據(jù)設(shè)備泄露、堵塞程度分析。此外也可以應(yīng)用堵塞對(duì)設(shè)備性能造成的影響水平判斷。比如在空氣預(yù)熱器堵塞以后，空氣預(yù)熱器的壓差就會(huì)出現(xiàn)比較大的變化，風(fēng)壓也會(huì)獲得增加。如果設(shè)備為輕微堵塞，那么風(fēng)機(jī)電耗會(huì)隨之增加。如果設(shè)備為嚴(yán)重堵塞，那么風(fēng)機(jī)就會(huì)失速與出現(xiàn)喘振問(wèn)題。此時(shí)就可以根據(jù)差壓關(guān)系判斷是否堵塞、根據(jù)風(fēng)壓實(shí)際數(shù)值與設(shè)計(jì)值的偏離情況判斷是否堵塞。

3.摩擦卡澀型

如果旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)或旋轉(zhuǎn)部件出現(xiàn)一定的故障，比如當(dāng)給水泵的振動(dòng)值超出了報(bào)警值但是卻低于跳閥值，此時(shí)的軸承溫度低于跳閥值超過(guò)報(bào)警值。絕大多數(shù)條件下，設(shè)備出力的能力可以達(dá)到額定的要求，不過(guò)在高負(fù)荷工作條件下陷入故障，此時(shí)需要通過(guò)降負(fù)荷的方式進(jìn)一步監(jiān)視。判斷方法為分析與對(duì)比設(shè)備旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)或部件參數(shù)與設(shè)計(jì)值狀態(tài)。比如風(fēng)機(jī)或泵閥門卡澀、振動(dòng)大、軸承溫度高等等。

三、輔助設(shè)備非健康識(shí)別

（一）磨煤機(jī)

根據(jù)調(diào)查磨煤機(jī)最容易出現(xiàn)故障的問(wèn)題包括風(fēng)門卡澀、粉管與風(fēng)環(huán)磨損、磨盤、磨輥、管板結(jié)堵塞、減速箱變形、石子煤刮板變形、潤(rùn)滑油變質(zhì)、風(fēng)室結(jié)焦。其中最易出現(xiàn)故障的部位包括磨盤、磨輥、粉管與風(fēng)環(huán)。其次則是設(shè)備自身故障。最后才是輔助系統(tǒng)問(wèn)題。一般應(yīng)用動(dòng)態(tài)識(shí)別方式，根據(jù)參數(shù)值識(shí)別和判斷故障。

（二）引風(fēng)機(jī)

引風(fēng)機(jī)常見(jiàn)故障包括堵塞、松動(dòng)、疲勞與卡澀。其中輔助系統(tǒng)發(fā)生故障幾率最高、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)本體其次。有些時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)螺栓松動(dòng)一類的問(wèn)題。上述問(wèn)題都會(huì)影響到引風(fēng)機(jī)性能。該問(wèn)題同樣用動(dòng)態(tài)識(shí)別參數(shù)值識(shí)別和判斷。

（三）給水泵

給水泵故障包括疲勞、斷裂、沖蝕、泄露。最常見(jiàn)問(wèn)題就是系統(tǒng)，其次是本體與輔助系統(tǒng)。有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)螺栓松動(dòng)和彈簧片斷裂。如同上述兩種問(wèn)題一樣同樣需要應(yīng)用動(dòng)態(tài)識(shí)別參數(shù)分析。

四、結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)的描述了不同狀態(tài)情況下的輔助設(shè)備可靠性問(wèn)題，并通過(guò)舉證實(shí)例的方式從磨煤機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵三個(gè)角度分析了輔助設(shè)備的可靠性完整、客觀的評(píng)價(jià)方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]白翎.火電廠重要輔助設(shè)備可靠性狀態(tài)識(shí)別研究[J].熱力發(fā)電，2017，46（11）：25.31.

[2]白翎，陳杭君，李石，等.火力發(fā)電廠輔助設(shè)備可靠性指標(biāo)評(píng)價(jià)體系研究[J].中國(guó)電力，2017，50（09）：148.154.

[3]陳麗君.火電廠發(fā)電設(shè)備可靠性影響因素分析[D].河北工程大學(xué)，2015.

作者簡(jiǎn)介：馬亮（1987.），男，漢族，陜西延安人，本科，助理工程師，安徽理工大學(xué)畢業(yè)，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，研究方向：火電廠鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)以及火電廠運(yùn)行輔助設(shè)備。