狀態檢修在火力發電廠汽輪機檢修中的作用分析

劉二峰

摘要：汽輪機是火電廠的重要設備之一，它的運行穩定與否直關系到火電廠的生產能效。為確保汽輪機的安全、穩定、可靠運行，應重視汽輪機檢修工作，并在檢修中對先進的狀態檢修技術進行合理應用。文章從狀態檢修在火力發電廠汽輪機檢修中的作用分析入手，論述了火力發電廠汽輪機檢修中狀態檢修的具體應用。

關鍵詞：火電廠;汽輪機;狀態檢修

1狀態檢修在火力發電廠汽輪機檢修中的作用

火力發電廠簡稱為火電廠，是生產電能的重要場所之一，其在電能生產的過程中需要使用到一些可燃的物質，如煤等。汽輪機是火電廠不可或缺的設備之一，它的作用是帶動發電機旋轉，使機械能轉換為電能。若是汽輪機本身的運行狀態出現異常，則會對電能生產造成不利影響。為使汽輪機始終保持最佳狀態，可在汽輪機檢修過程中對狀態檢修進行應用。

狀態檢修是一項較為先進的技術，簡稱CBM，具體是指通過監測、診斷等技術手段，對設備的運行狀態信息進行獲取，以此作為主要依據，判斷設備的運行狀況，按設備存在的故障，對檢修項目及周期進行合理安排，從而達到預期中的檢修效果。在火電廠汽輪機檢修中，CBM具有重要的作用，通過對汽輪機運行狀態的監測，可以及時發現潛在的隱患，并將之消滅在萌芽當中，汽輪機的運行穩定性隨之提升，給火電廠的正常生產提供了強有力的保障。CBM在提升汽輪機運行安全性和穩定性的同時，使汽輪機的使用壽命得以延長，維修成本大幅度降低，為火電廠節約了大量的資金，經濟效益顯著提高。汽輪機作為火電廠電能生產中的關鍵設備，與供電效率和質量具有非常密切的關聯，CBM的運用，降低了汽輪機的故障幾率，隨著故障的減少，汽輪機的停機時間也隨之減少，可以生產出更多的電能，確保了供電可靠性^[1]。

2火力發電廠汽輪機檢修狀態檢修的具體應用

2.1汽輪機振動監測與診斷

2.1.1振動監測

在汽輪機檢修中，可以應用CBM對軸系振動進行監測和診斷。汽輪機的軸系歸屬于旋轉設備的范疇，而此類設備在振動強度超過一定限值時會出現損壞的現象。汽輪機組本身的狀態信息有很大一部分包含在振動信號當中，汽輪機狀態的改變，會導致振動形態發生相應的變化。通過對汽輪機組的振動狀態進行監測，并對監測到的信號進行分析，能夠從中提取出反映汽輪機運行狀態的信息，依據這部分信息可以判斷汽輪機是否存在故障問題。對汽輪機軸系的振動狀態進行監測時，可以運用振動監測系統，該系統由傳感器與分析程序兩個部分組成，能夠獲取到相對比較全面的汽輪機軸系振動信息。如，幅值、頻率、相位、振動波形及趨勢等等，利用這些信息，可對引起振動的具體原因進行判斷，從而對整個事故的發生過程進行分析。

2.1.2故障診斷

汽輪機組振動故障的診斷方法有兩種，一種在線診斷，另一種是離線診斷。

①在線診斷。該方法是對處于運行狀態下的汽輪機組振動故障原因進行初步診斷，以便現場的工作人員能夠針對故障進行糾正性操作，從而達到消除故障或是避免故障問題進一步擴大的目的^[2]。由于汽輪機組在火電廠生產中所具有的重要性，所以對它的故障診斷在時間上要求較高。為此，必須通過計算機系統來實現故障自動診斷，以此來縮短診斷時間。在線診斷系統的核心為專家知識庫，其中存儲著大量的專家經驗，能夠保證診斷結果的準確性。

②離線診斷。該診斷方法的主要是為消除汽輪機的振動故障，由于對振動時間的要求有所降低，故此可將現場采集到的汽輪機振動信號以及相關數據帶離現場，在有條件的場所內進行全面分析和模擬試驗，找出引起振動故障的原因，并給出針對性的處理方法，以此來消除故障問題，使汽輪機恢復正常的運行狀態。

2.2汽輪機油液狀態檢測

相關調查統計結果顯示，導致火電廠停產的故障中，有20%左右與汽輪機故障有關，在這20%的故障中，很大一部分與潤滑有關，如果油液出現問題，那么極有可能引起汽輪機故障，進而造成火電廠停產。所以在汽輪機檢修中，應當對油液狀態進行全面檢測。

2.2.1油液黏度檢測

對于具有潤滑效果的油液而言，黏度是關鍵指標之一，國際上是按照黏度等級對潤滑油的牌號進行劃分，不同的設備需要相應黏度等級的潤滑油，若是黏度低于設備要求，則會造成磨損，而黏度過高，會對汽輪機葉片、軸承等部件的轉動性能造成不利影響，進而引起異常振動。因此，在對汽輪機組油液狀態進行檢測時，應當將黏度作為重點。根據現行規范標準的規定要求，火電廠汽輪機油液的黏度應當每3個月檢測一次，當汽輪機所處的運行環境較為惡劣時，可以適當縮短油液黏度檢測周期。當黏度變化超出新油黏度±5%時，說明黏度出現問題，需要進行處理。

2.2.2抗氧化性能檢測

在高溫、金屬催化以及有水的情況下，汽輪機油會發生氧化反應，由此會導致油液本身的性能下降或消失。因此，需要對汽輪機油的抗氧化性能進行檢測。由于此項檢測耗時較長，故此無法在火電廠現場進行。

2.2.3酸值檢測

當汽輪機油氧化變質或是受到污染時，油液本身的酸值便會升高。由于氧化變質會產生一定的酸性物質，所以通過對汽輪機油酸值的檢測，能夠如實反映出油液的品質^[3]。通過對油液劣化過程中酸性物質產生的數量進行測定，能夠判定出油液的劣化程度，即酸值越高，油液品質的劣化情況越嚴重。汽輪機油酸值檢測可以采用電位滴定法，每隔3個月應當檢測一次，具體的檢測操作要求參照ASTM D664-18標準。

2.3葉片應力與機組狀態檢測

2.3.1葉片應力檢測

在引起火電廠汽輪機非計劃停機的各種原因中，葉片故障是關鍵性因素，由于葉片是汽輪機中相對比較脆弱的部件，所以它的損壞幾率非常大。因此，汽輪機檢修中應當葉片的應力狀態進行檢測，從而全面了解并掌握葉片的實際狀況，分析故障的成因。業內一些專家學者經過不斷研究，開發出能夠預估汽輪機葉片使用壽命的軟件，通過分析葉片的運行數據，結合熱彈性力學原理，可對轉子斷裂時產生的應力進行準確預估，由此能夠計算出轉子的使用年限，為機組負荷分析提供了可靠依據。

2.3.2機組狀態檢測

通過對汽輪機組的運行狀態進行檢測，能夠了解機組當前所處的運行情況，找出其中的隱患問題并加以消除，由此能夠最大限度地發揮出汽輪機組的整體性能。同時機組狀態檢測還能發現一定的運行規律，根據這個規律，可以使汽輪機的運行經濟性獲得進一步提升。不僅如此，汽輪機組作為一個大型系統，它的波動變化及狀態，與汽輪機本身的運行密切相關，所以對機組狀態進行檢測，可以避免汽輪機出現嚴重的故障。

3結論

綜上所述，汽輪機作為火電廠的重要設備之一，在對其進行檢修時，可以應用狀態檢修技術，及時消除各種潛在的故障隱患，以此來提高檢修效果，降低汽輪機的故障幾率，延長設備使用壽命。

參考文獻

[1]史進淵.基于設計壽命的汽輪機檢修周期優化方法的研究[J].動力工程學報，2020（7）：530-539.

[2]沙金， 唐巍， 王林松.汽輪機檢修中螺栓損壞原因分析及維修策略[J].中國設備工程，2019（3）：64-65.

[3]趙大超.基于電力設備狀態檢修和運維一體化技術研究[J].中國設備工程，2020（9）：66-67.