狀態檢修在汽輪機檢修中的應用研究

許恒，趙洪崗，杜偉

（1.粵電臺山發電有限公司，廣東 臺山 529228；2.國能智深控制技術有限公司，北京 102209）

在火力發電廠中，汽輪機是重要的核心設備之一，其工作工況惡劣，軸系及葉片的安全嚴重制約著汽輪機的使用壽命，為了盡可能延長汽輪機的使用壽命，創造更大的經濟效益，設備的維護、保養、檢修工作開展就變得尤為重要。

1 狀態檢修的構成

1.1 狀態檢修系統

該系統的主要工作任務就是為了完成設備信號的傳輸以及數據監測。其中該系統所收集的數據主要可以分為在線以及離線數據2種。就目前我國該系統的發展與運用情況來看，汽輪機檢測技術經過長時間的發展已經基本完善，既能夠實現設備振動信號的及時采集接收，也能夠實現對大型機器的檢測。并且與振動監測以及故障診斷系統類似的技術也得到了研發。

1.2 狀態信息處理

在汽輪機狀態檢測工作中最為常用的處理狀態信息的方式就是時間扇區的測試，亦或者是頻率扇區的研究2種方法。在完成信號的處理后，就以波形反饋給設備維護人員，從而輔助工作人員更加直觀的監測設備，以及相關信息的查找和提取。

1.3 特殊設備診斷系統

設備維護人員能夠通過狀態檢測系統、專家診斷系統和及時管理診斷錯誤來完成對汽輪機整個設備的掌控，緊接著能夠進一步完成設備運行狀態信息的提取，從而作為整個運行狀態的評估的數據支撐，最終制定合理的維護指導計劃。其中專家診斷系統的主要構成分為結論機、實時動態數據庫以及專家知識庫構成。這種系統能夠根據動態數據庫中的知識實現錯誤的識別與分析。設備檢測專家系統運行流程如圖1。

圖1 設備檢測專家診斷系統

2 汽輪機狀態檢修技術流程

2.1 檢測汽輪機狀態

在汽輪機運行的過程中，所有設備都存在著潛在的故障隱患，這是無法避免的，并且設備故障隱患會伴隨著設備運行時間的增長而增加，而設備故障隱患的變化直接影響著設備運行中故障現象的發生，而汽輪機的設備所產生的安全隱患概率就會伴隨著使用時長的增加而增大，如果不對汽輪機設備狀態采取任何處理措施，那么就會造成汽輪機的設備安全系數就會逐步降低，最終導致在汽輪機設備運行過程中的出現錯誤。所以在汽輪機設備維護工作的進行中，需要結合設備所傳遞出來的信號來完成汽輪機設備故障情況檢測，而進行故障監測從而完成狀態診斷目的主要就是為了能夠及時將設備運行中出現的故障排除，從而盡可能避免可能出現的信號轉換。設備故障檢測信號傳遞及處理流程如圖2。

圖2 設備故障檢測信號傳遞及處理流程

2.2 處理信息狀態

因為汽輪機軸系以及葉片所處的工況較為惡劣，因此非常容易出現隱患，如果不能及時將這些隱患排除就會導致重大事故的發生，故而在進行汽輪機狀態檢修工作時，就要特別留意汽輪機故障情況。首先再完成對渦流狀態信息的錯誤傳輸的檢測后，就要對其中收獲的狀態信息進行整合分析，從而助力于正確分類并檢查有效的狀態信息。在檢查過程中發現涉及到汽輪機故障的相關信息，就要準確且及時的進行識別。在此基礎上，在分析錯誤的過程中運用頻域分析或者時域分析，能夠快速實現對故障跟蹤系統的分類，并能夠同時給提供給維修人員詳細的波長，從而幫助維修人員做好查找工作以及信息提取的工作，最終完成維修汽輪機的整體工作。這種狀態檢修功能不僅能夠尋找設備中故障位置的時間有效縮短，還能夠有效改善汽輪機的真實表現。

2.3 汽輪機故障診斷

在完成對汽輪機狀態信息的監視和處理工作后，就可以進行下一步的汽輪機診斷工作，這一流程的工作主要是急性診斷汽輪機設備故障。其中狀態監控系統的實時監控在該過程中能夠起到至關重要的作用，設備診斷人員需要以狀態監視設備所提供的信息數據作為工作開展的依據，從而準確了解汽輪機的一般狀態，明確設備故障發生的具體位置。在一般情況下，維護設備正常運行的工作人員能夠通過專用的診斷系統完成設備故障的診斷工作。這種特殊的診斷系統能夠根據詳細的狀態信息數據推斷出故障信息，這種系統分析處理信息的方式具有智能、科學、快速等特點，且能夠在短時間內提供給維護人員解決故障的處理方法，因此該系統在汽輪機故障診斷工作中廣泛使用。在完成汽輪機故障診斷工作后，汽輪機設備維護人員就能夠基本上得知故障產生的原因和位置，且能夠根據現有的信息選擇合適的解決方案。由此可以得知，狀態檢修能夠在設備第一次出現故障時就準確捕獲設備所反映的動態信息，這能夠大大節省工作人員排查故障的時間，且能夠有效提升汽輪機運行的效率。

3 狀態檢修在汽輪機檢修中的應用

3.1 油液污染情況監測

汽輪機運行的過程中，對其油污情況的監測是非常重要的一項工作。對于油液的檢測主要是通過對于機油變化的分析與檢測來完成對于機油中夾雜物的判斷，這樣的油液監測能夠準確得知汽輪機運行過程中是否存在故障，例如汽油機設備是否已經出現劣化等問題。因為受到污染的潤滑劑能夠反映出多重信息，因此分析監測受污染的機油能夠有效且準確的評估出渦輪機的損壞情況。

3.2 汽輪機振動監測

一般情況下，當設備存在著某種程度上的故障時，就會導致設備在運行過程中所產生的振動出現變化。所以監測汽輪機在運行過程中的運行情況也能夠有效且準確的判斷設備運行中是否出現故障，這種振動監測可以采用監視設備進行診斷工作，也可以利用數學方法來完成設備情況的分析，從而實現完設備損壞信息的完全提取。就目前的汽輪機設備振動監測來看，汽輪機的跟蹤技術是相對成熟的，該技術能夠在設備振動監測分析中完成完整的檢測工作，所以該技術的應用能夠準確且及時地診斷出振動變化的原因，并針對性地采取預防措施。

3.3 汽輪機性能監測技術

汽輪機性能檢測技術在性能監測中的應用能夠高效率的分析出汽輪機工作參數上的變化，能夠在性能變化出準確分析出設備運行的條件。倘若在汽輪機運行過程中其內部結構或者某一部件發生了故障，同時汽輪機受到性能監測技術的監控，那么該技術就能夠將汽輪機的運行情況完整反映出來，這就大大降低了技術人員誤差分析的難度。

3.4 葉片應力情況檢測

如果汽輪機在非正常情況下在運行過程中出現了停電現象，那么多半原因就是汽輪機的葉片發生了某種程度的故障。伴隨著科學技術的發展，國外的專家已經研發出了能夠診斷汽輪機葉片壽命的軟件，這種葉片壽命檢測軟件能夠在汽輪機運行的過程中實時監測葉片的準確數據，并且能夠將熱彈性力學原理結合在內，實現對汽輪機轉子斷裂應力的有效評估，該技術能夠詳細呈現出汽輪機轉子的應力分布，從而分析診斷出轉子的使用壽命，并且能夠準確得出單元負載方面的闡述。

3.5 機組狀態檢測

汽輪機機組狀態監測的首要目的就是為了將汽輪機的性能在運行使用中能夠發揮到最大化，與此同時還能夠對于汽輪機整體的運行狀態有著充分的了解和掌握。這就為技術人員對于汽輪機運行變化規則的了解提到了很大的助力作用，且能夠推進汽輪機在實際運行過程中緊急性的改善。在此基礎上，汽輪機的整體健康狀態在一定程度上能夠反映在汽輪機單元狀態與性能體現上。因此對于汽輪機單元狀況的檢測能夠將故障汽輪機在不正常運作過程中所產生的損失盡可能降低，從而在另一角度上保障經濟收益的最大化。

4 結語

如文中所述，在汽輪機檢修中狀態檢修的應用具有科學性、有效性等特質，該技術在汽輪機檢修中能夠助力于設備維護工作人員檢修工作的開展，能夠快速、準確的反饋給工作人員故障原因、位置，且能夠為設備維修方案的選擇提供智能、科學的理論支撐，為汽輪機檢修工作的進行節省了大量的時間與人力勞動。