火電技術(shù)汽機(jī)汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)研究

付勇

摘? 要：在火電廠的機(jī)電設(shè)備中，汽輪機(jī)作為重要的組成部分，其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性直接影響著火電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此保證汽輪機(jī)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。但由于機(jī)電設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，難免會(huì)出現(xiàn)故障，一旦出現(xiàn)故障需要及時(shí)進(jìn)行維修和處理，避免對(duì)汽輪機(jī)的使用效率造成影響，也防止影響火電廠的正常運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平。本文就汽輪機(jī)常見(jiàn)故障及故障診斷技術(shù)進(jìn)行分析，并對(duì)故障診斷技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：火電廠;汽輪機(jī);故障診斷技術(shù)

一、汽輪機(jī)常見(jiàn)故障分析

（一）油膜振蕩

在汽輪機(jī)中，油膜作為重要組成部件，在汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠發(fā)揮穩(wěn)定作用。在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，軸徑受到油膜的作用力而產(chǎn)生向上浮動(dòng)的作用力和弓形渦動(dòng)，并將其作用于軸承油輪上，嚴(yán)重影響油膜的穩(wěn)定性^[1]。在此狀態(tài)下即使發(fā)電機(jī)自身運(yùn)行呈現(xiàn)出正常狀態(tài)，但因滑動(dòng)軸承中旋轉(zhuǎn)軸徑對(duì)輪滑油的帶動(dòng)作用，使其處于高速流動(dòng)的狀態(tài)，因此作用力和反作用力之間開(kāi)始相互作用，使軸徑在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的油流的反作用力中呈現(xiàn)出振蕩的現(xiàn)象。

（二）系統(tǒng)真空下降

在汽輪機(jī)正常運(yùn)行中，如出現(xiàn)真空下降的問(wèn)題，將降低其運(yùn)行功率，無(wú)法對(duì)機(jī)組運(yùn)行要求予以滿足，還會(huì)增加成本。根據(jù)相關(guān)理論進(jìn)行分析，機(jī)組動(dòng)行效率要實(shí)現(xiàn)最大化，需要保持完全真空狀態(tài)，但在實(shí)際操作中卻并非如此，雖然在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)盡可能采取相應(yīng)措施，保證真空狀態(tài)，隨著汽輪機(jī)的運(yùn)行使用，真空下降的問(wèn)題仍然會(huì)出現(xiàn)，對(duì)汽輪機(jī)的正常運(yùn)行造成影響。如真空狀態(tài)極容易受到循環(huán)水的溫度、速度等因素的影響，一旦真空下降現(xiàn)象出現(xiàn)，會(huì)將外界空氣壓入機(jī)體內(nèi)，造成企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。

（三）油系統(tǒng)故障

汽輪機(jī)內(nèi)部油溫對(duì)于其正常運(yùn)行有著密切的關(guān)系，一旦汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)內(nèi)部油溫升高情況，并高于設(shè)定的相關(guān)溫度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，會(huì)使油系統(tǒng)溢流現(xiàn)象產(chǎn)生，最終導(dǎo)致系統(tǒng)閥門故障。一旦油箱中冷卻水溫度大于30℃時(shí)，會(huì)造成冷卻水水壓急劇降低現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而造成系統(tǒng)故障。另外上述兩種故障產(chǎn)生的原因還包括：汽輪機(jī)油動(dòng)機(jī)閥門難以打開(kāi)、油系統(tǒng)出現(xiàn)掛閘的情況、，油動(dòng)機(jī)難以打開(kāi)閥門，出現(xiàn)油系統(tǒng)漏油或閥門卡死等。

二、汽輪機(jī)故障的診斷技術(shù)和方法

（一）波形分析

作為初始信息的振動(dòng)源，此方法主要是通過(guò)傳感器進(jìn)行震動(dòng)信息的輸出，這些作為時(shí)間波形的信息會(huì)呈現(xiàn)出不同狀態(tài)，因此可根據(jù)此原因，利用波形的差異性，結(jié)合波形的明顯特征，相關(guān)人員對(duì)具體故障位置進(jìn)行準(zhǔn)確分析和判斷，此方法較為簡(jiǎn)單便捷。

（二）軌跡分析

通過(guò)對(duì)軸承座內(nèi)部轉(zhuǎn)子軸心的運(yùn)動(dòng)軌跡和狀態(tài)的直接反應(yīng)進(jìn)行分析，其同時(shí)還可對(duì)其他運(yùn)作信息進(jìn)行反映，利用此方法相關(guān)人員能夠?qū)ζ啓C(jī)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確診斷。當(dāng)汽輪機(jī)軸心軌跡表現(xiàn)為正常狀態(tài)，在軌跡總體上將反應(yīng)出重合的趨勢(shì)，如軸心出現(xiàn)故障時(shí)，將呈現(xiàn)出軌跡運(yùn)行狀態(tài)的不穩(wěn)定性^[2]。

（三）頻譜分析

在汽輪機(jī)故障診斷中，此方法也得到廣泛應(yīng)用。在具體實(shí)用中，主要采用的方式有：幅值譜及功率譜。前者能夠有利于工作人員更真觀的對(duì)汽輪機(jī)故障進(jìn)行診斷，并且其譜線高度代表了頻率分量的振幅大小;后者包含了清晰的物理概念和含義。通過(guò)上述兩種方式，都能夠在汽輪機(jī)故障診斷中對(duì)故障進(jìn)行分析和判斷。

三、汽輪機(jī)故障檢修技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

（一）信號(hào)的采集和分析

為了進(jìn)一步提高汽輪機(jī)故障檢修技術(shù)運(yùn)用水平，需要對(duì)相關(guān)零部件功能加強(qiáng)研究，其中為了更好地適應(yīng)汽輪機(jī)日益復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境，需要對(duì)內(nèi)部傳感器性能加大研究力度，使傳感器的靈敏性、可靠性進(jìn)一步提高，使診斷工作的錯(cuò)誤率有效降低。

在汽輪機(jī)故障診斷中，通常通過(guò)分析其震動(dòng)狀況進(jìn)行判斷，因此相關(guān)人員會(huì)采用內(nèi)部診斷系統(tǒng)的快速傅里葉變換方式進(jìn)行分析和處理。此方法在平穩(wěn)信號(hào)處理時(shí)較為適用，在實(shí)際工作中時(shí)，信號(hào)會(huì)因受到環(huán)境影響而呈現(xiàn)出不平穩(wěn)的情況，因此還需要對(duì)其精確度予以不斷提高。

（二）故障診斷和機(jī)理研究

目前在汽輪機(jī)故障檢修技術(shù)中，其機(jī)理研究及檢測(cè)方式仍存在一定的缺陷，需要加大新技術(shù)的研發(fā)，從而提供更有力的技術(shù)支持，同時(shí)還應(yīng)對(duì)檢修層次進(jìn)行深代，并擴(kuò)大檢修范圍，使檢修工作效果有效提升^[3]。另外還應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)故障機(jī)理加強(qiáng)研究，使維修人員自身專業(yè)知識(shí)不斷豐富，從而使檢修現(xiàn)狀得到有效改善。

檢修人員的專業(yè)能力和水平直接影響著汽輪機(jī)故障診斷和檢修工作質(zhì)量和效率，因此應(yīng)對(duì)檢修人員加強(qiáng)專業(yè)化、系統(tǒng)化的培訓(xùn)和訓(xùn)練，使其觀察能力、操作能力有效提升，在故障診斷工作中能夠快速確定故障位置，使運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)最大程度的降低。如故障發(fā)生位置較為隱蔽，為了有效避免出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，檢修人員應(yīng)利用綜合診斷方法，使故障發(fā)生可能性最大限度減少。另外檢修人員還應(yīng)還對(duì)自身診斷技術(shù)不斷豐富，通過(guò)仿真技術(shù)與診斷技術(shù)的有效融合，使診斷技術(shù)水平進(jìn)一步提高。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著電能需求量的不斷加大，火電廠穩(wěn)定、安全運(yùn)行受到了關(guān)注和重視，其中汽輪機(jī)故障發(fā)生幾率的有效減少，成為保障火電廠正常運(yùn)行的關(guān)鍵。目前汽輪機(jī)故障診斷和維修方面仍存在不少問(wèn)題，還需要加大研發(fā)力度，克服診斷中存在的難點(diǎn)，同時(shí)相關(guān)檢修人員也需要根據(jù)汽輪機(jī)具體故障特點(diǎn)，對(duì)相應(yīng)的診斷維修方法進(jìn)行合理選擇，使汽輪機(jī)使用效率和壽命周期有效提高，并對(duì)火電廠的穩(wěn)定、安全運(yùn)行予以保障。

參考文獻(xiàn)

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[3]? 郄建昆. 汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展與展望[J]. 電站系統(tǒng)工程，2018，034（006）：33-34.