汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)分析

田勇

摘 要：汽輪機(jī)是電廠發(fā)電機(jī)組重要的設(shè)備之一，其結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)也隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展而變得復(fù)雜。汽輪機(jī)一旦出現(xiàn)故障就會(huì)嚴(yán)重危害到電廠的發(fā)電機(jī)組，對(duì)電廠機(jī)組造成嚴(yán)重影響。隨著機(jī)械故障診斷理論和技術(shù)的研究日趨深入，汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)也取得了很大的發(fā)展，其一直以來(lái)都是技術(shù)人員研究的重點(diǎn)。本文將對(duì)汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；故障診斷技術(shù)；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.033

汽輪機(jī)在電力領(lǐng)域的作用十分重要，但是由于汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各方面因素比較多，運(yùn)行環(huán)境存在一定的特殊性，所以汽輪機(jī)出現(xiàn)故障的幾率比較高，一旦出現(xiàn)故障造成的危害也比較大，所以應(yīng)用汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)是十分重要的，其能夠通過(guò)汽輪機(jī)的狀態(tài)和行為等進(jìn)行綜合的故障判斷，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)信息定性故障，判斷故障產(chǎn)生原因和機(jī)理，制定解決方案并最終排除故障。本文將就汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)進(jìn)行深入分析，希望能夠?yàn)槠啓C(jī)故障診斷的發(fā)展提供一些參考。

1 汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)概述

汽輪機(jī)是大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械，能夠?qū)⒏邷?、高壓蒸汽具有的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，然后驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。所以汽輪機(jī)在電廠的日常生產(chǎn)中占有十分重要的地位。由于各方面因素的影響，汽輪機(jī)在實(shí)際的運(yùn)行中十分容易出現(xiàn)故障，所以研究分析汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)是十分必要的。

研究分析汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)只要有以下幾個(gè)方面的意義：首先能夠及時(shí)掌握設(shè)備狀態(tài)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行異常及早發(fā)現(xiàn)并采取措施，減少故障發(fā)生的幾率；第二是一旦發(fā)生故障能夠記錄相應(yīng)的故障數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行研究并作為日后同類型事故處理的參考；第三是通過(guò)分析設(shè)備異常狀態(tài)并采取適當(dāng)措施，能夠進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)的及時(shí)調(diào)整，為汽輪機(jī)的維修提供科學(xué)依據(jù)；第四是通過(guò)機(jī)器數(shù)據(jù)能夠更加了解機(jī)器性能，便于更好地改進(jìn)設(shè)備設(shè)計(jì)，提高鏟平質(zhì)量；第五是通過(guò)汽輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的變化了解機(jī)器設(shè)備的性能，便于對(duì)汽輪機(jī)的管理。

汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀主要有以下幾點(diǎn)：第一是信號(hào)采集和分析，汽輪機(jī)信號(hào)的采集和分析的重點(diǎn)在振動(dòng)信號(hào)的分析和處理，大多采用快速傅里葉變換，但是要想進(jìn)一步提高信號(hào)采集和分析的質(zhì)量就要研究新的信號(hào)處理技術(shù)；第二是對(duì)故障機(jī)理的研究，目前有現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法、實(shí)驗(yàn)室模擬法、計(jì)算機(jī)仿真法等對(duì)汽輪機(jī)故障機(jī)理進(jìn)行研究，故障機(jī)理研究是汽輪機(jī)故障診斷中非?；A(chǔ)的工作，但是非常重要，可以從故障規(guī)律、征兆和模型等方面進(jìn)行研究；第三是診斷方法，有振動(dòng)診斷法、噪聲診斷法等，振動(dòng)診斷法是常用的診斷法，通過(guò)汽輪機(jī)機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲獲得汽輪機(jī)的狀態(tài)信息，還有其他的診斷方法能夠通過(guò)熱、力等進(jìn)行故障診斷。

2 汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)方法

汽輪機(jī)故障診斷是指在了解汽輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)備的發(fā)展變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的隱患，并對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)和判斷，并采取措施進(jìn)行解決。在電廠中，汽輪機(jī)發(fā)生故障的原因一般是設(shè)備零部件磨損過(guò)度和振動(dòng)較大，所以汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)主要是油液分析和振動(dòng)分析。

汽輪機(jī)油液分析法是通過(guò)檢測(cè)診斷汽輪機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的方法對(duì)汽輪機(jī)狀態(tài)進(jìn)行分析，由于其診斷方式的獨(dú)特性很難被其他方法取代，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并處理。還有，油液分析法還有利于設(shè)備振動(dòng)的確認(rèn)，所以是汽輪機(jī)故障診斷中必不可少的一項(xiàng)技術(shù)。油液分析法中還有很多技術(shù)，比如有油料光譜分析技術(shù)、紅外光譜分析技術(shù)等。在汽輪機(jī)設(shè)備的故障診斷中，使用鐵譜分析技術(shù)最佳，其可以有效提高診斷的準(zhǔn)確性，這項(xiàng)技術(shù)的主要流程是對(duì)油樣進(jìn)行采集、制譜、磨粒分析、磨損趨勢(shì)和機(jī)理分析、故障診斷等。

第二是汽輪機(jī)振動(dòng)分析方法。大致分為波形分析法、軸心位置分析法、軸心軌跡分析法和頻譜分析法。波形分析法是通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)設(shè)備上傳感器輸出的振動(dòng)信號(hào)的時(shí)間波形進(jìn)行分析，技術(shù)人員能夠?qū)收线M(jìn)行初步判斷，這種方法比較簡(jiǎn)潔，而且可以通過(guò)波形直接地反映出故障，適用的范圍比較廣，這種方法能夠有效地區(qū)分不同種類的故障；軸心位置分析法能夠?qū)ζ啓C(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，汽輪機(jī)軸心的位置通過(guò)軸承的內(nèi)徑和間隙等多個(gè)數(shù)據(jù)綜合得出，其能夠反映軸心的平衡狀態(tài)，是技術(shù)人員判斷故障的重要參考；軸心軌跡分析法是通過(guò)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的軌跡判斷是否發(fā)生偏差，在正常的運(yùn)轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)子每次轉(zhuǎn)動(dòng)都處于同一位置，軸心軌跡是固定的，但是如果發(fā)生偏差，軸心軌跡的大小和形狀就會(huì)出現(xiàn)變化，這時(shí)技術(shù)人員就要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整；頻譜分析法也是比較常見(jiàn)的故障診斷方法，使用幅值譜和功率譜進(jìn)行診斷，幅值譜反映了諧波震動(dòng)分量的振幅，功率譜顯示振動(dòng)頻率的分布。頻譜分析將信號(hào)的頻率成分進(jìn)行分解，技術(shù)人員通過(guò)分解的頻率成分能夠辨識(shí)振動(dòng)的來(lái)源，從而提高了汽輪機(jī)故障診斷的準(zhǔn)確性。

3 總結(jié)

電廠汽輪機(jī)故障診斷是設(shè)備管理的重要一項(xiàng)，使用各種故障診斷技術(shù)已經(jīng)是電廠運(yùn)行中必不可少的手段。通過(guò)上文我們已經(jīng)得知油液分析法和振動(dòng)分析法是目前常用的故障診斷方法，但是還有一些技術(shù)文中并沒(méi)有提及。對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)的診斷能夠保證汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。如今的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，我們更應(yīng)該保證電廠供電的質(zhì)量，減少故障發(fā)生的概率，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，使電力行業(yè)更好地發(fā)展。本文對(duì)汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)進(jìn)行了分析，希望能為故障診斷提供一些參考。

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