焦化廠電氣設(shè)備常見故障及診斷

張 棟

(山西西山煤氣化有限責(zé)任公司，山西 古交 030200)

0 引言

隨著焦化廠經(jīng)營規(guī)模的擴(kuò)大，電氣設(shè)備更新快速、功能多樣化，企業(yè)在這方面投入了大量的技術(shù)力量，經(jīng)濟(jì)效益顯著[1-3]。與此同時(shí)，電氣設(shè)備故障問題也隨之增加，電氣設(shè)備故障會(huì)影響設(shè)備運(yùn)行，甚至造成人員傷亡。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了電氣事業(yè)發(fā)展，設(shè)備結(jié)構(gòu)和功能趨于復(fù)雜化，因而設(shè)備故障問題原因也越來越多，對(duì)故障診斷的精準(zhǔn)性提出了更高要求[4-6]。為此，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，從常見故障分類、故障診斷及設(shè)備維護(hù)等方面展開分析，以期解決焦化廠電氣設(shè)備故障問題，保證電氣設(shè)備穩(wěn)定、高效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

1 電氣設(shè)備常見故障類型及影響因素

1.1 焦化廠電氣設(shè)備常見故障類型

絕緣故障：電氣設(shè)備處于高電壓、強(qiáng)電場(chǎng)條件運(yùn)行時(shí)間長，設(shè)備導(dǎo)線絕緣故障發(fā)生率較高。電氣絕緣就會(huì)產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，影響生產(chǎn)效率。常見絕緣故障分為變壓器絕緣故障、電壓、電流互感絕緣故障、電力電纜絕緣故障。故障原因主要是設(shè)備密封不嚴(yán)、容易受到外部環(huán)境影響，加快設(shè)備老化，導(dǎo)線絕緣功能降低。電氣設(shè)備內(nèi)電壓電流互感器作為重要組成部分，運(yùn)行過程中承載負(fù)荷較高，容易發(fā)生老化?；ジ衅鹘^緣為電容均壓結(jié)構(gòu)，特別是60 kV以上的高壓套管使用絕緣材料，油浸材料、膠紙材料聯(lián)合的電容型組件，絕緣效果不理想。

機(jī)械故障：電氣設(shè)備故障原因主要有設(shè)備震動(dòng)、運(yùn)行受損、疲勞損傷，主要集中于發(fā)電機(jī)、高壓電動(dòng)機(jī)位置。電動(dòng)機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、軸承多個(gè)部分組成，運(yùn)行時(shí)生成一個(gè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的耦合場(chǎng)，電機(jī)內(nèi)絕緣結(jié)構(gòu)是一個(gè)獨(dú)立的電機(jī)絕緣系統(tǒng)，保證電機(jī)系統(tǒng)與通風(fēng)口散熱。一旦設(shè)備發(fā)生故障，只有經(jīng)驗(yàn)豐富并掌握設(shè)備性能的人員才能準(zhǔn)確判斷。高壓斷路故障也是常見故障問題，比如設(shè)備缺油時(shí)導(dǎo)致電弧不能正常熄火，損壞設(shè)備，甚至發(fā)生爆炸。此外，斷路器絕緣子受損，橡皮密封不到位也會(huì)造成系統(tǒng)故障。

發(fā)熱故障：電氣設(shè)備運(yùn)行條件下是能量交換的，該過程中存在較大熱能從而對(duì)設(shè)備造成較大影響。據(jù)調(diào)查顯示，電氣設(shè)備故障中50%都是因?yàn)樵O(shè)備發(fā)熱過大造成的。由此可見，電氣設(shè)備故障原因有很多種，還需要檢修人員從多方面分析故障問題，要求工作人員具備豐富的經(jīng)驗(yàn)。

1.2 設(shè)備故障影響因素

出廠狀況：出廠狀況指的是由于電氣設(shè)備制造商不同，因而設(shè)備質(zhì)量參差不齊；加之由于技術(shù)影響等造成設(shè)備出廠質(zhì)量不一。相對(duì)于發(fā)達(dá)國家，我國技術(shù)與制造水平差異顯著，國內(nèi)外思想認(rèn)識(shí)不同、不同廠商管理形式與條件不同，制造人員專業(yè)水平導(dǎo)致廠商各批次設(shè)備而質(zhì)量差異顯著，出廠質(zhì)量直接影響著電氣設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。

運(yùn)行條件：電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境要求嚴(yán)格[7-10]，例如，一些電氣設(shè)備溫度要求高因而長期處于高溫條件下影響設(shè)備使用年限，或者處于潮濕條件下設(shè)備組件受到腐蝕，降低電氣設(shè)備應(yīng)用性能，影響運(yùn)行效果。設(shè)備運(yùn)行環(huán)境分為外部與內(nèi)部環(huán)境，其中外部環(huán)境即運(yùn)行環(huán)境，內(nèi)部環(huán)境是設(shè)備整個(gè)工作系統(tǒng)，以專業(yè)技術(shù)為支撐。

人員專業(yè)水平：人員專業(yè)水平是指電氣設(shè)備維修人員專業(yè)水平，因?yàn)樵O(shè)備需要定期維護(hù)。因此，工作人員應(yīng)全面了解設(shè)備結(jié)構(gòu)與組成，具備嫻熟的技術(shù)才能保證電氣設(shè)備維修有效性。而實(shí)際維修時(shí)，工作人員維修技術(shù)較低且綜合素養(yǎng)較低容易遺留初始性隱患，給設(shè)備運(yùn)行造成較大影響。所以，提高維修人員專業(yè)水平也是焦化廠需要重視的問題。

2 故障診斷及設(shè)備維護(hù)

2.1 故障診斷

故障診斷的作用：伴隨著電氣設(shè)備應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，設(shè)備主體優(yōu)化程度不斷提升，因而設(shè)備故障診斷技術(shù)也有了進(jìn)一步提高。電氣設(shè)備診斷技術(shù)的運(yùn)用有助于設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。電氣設(shè)備故障診斷即是電器設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、影響要素、穩(wěn)定性綜合判斷，準(zhǔn)確判斷設(shè)備運(yùn)行前景。故障診斷是保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、安全經(jīng)濟(jì)的條件下盡可能地提升電氣設(shè)備使用率，以經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，診斷技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行具有重要作用。

故障診斷的方法：電氣設(shè)備故障診斷前需全面掌握電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，分析電氣設(shè)備故障原因，診斷電機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，做到盡早發(fā)現(xiàn)盡早處理，節(jié)約設(shè)備成本支出與維修時(shí)間。故障診斷分為狀態(tài)監(jiān)測(cè)、識(shí)別診斷、預(yù)測(cè)未來。①狀態(tài)監(jiān)測(cè)屬于跟蹤式監(jiān)測(cè)行為，是監(jiān)測(cè)設(shè)備在運(yùn)行條件下的檢修，工作人員掌握設(shè)備結(jié)構(gòu)與運(yùn)行。可從設(shè)備運(yùn)行聲音、運(yùn)行速度、震動(dòng)情況進(jìn)行綜合分析，對(duì)容易產(chǎn)生故障的部位檢修，對(duì)主要組件觀察；②識(shí)別診斷是通過聽、聞進(jìn)行診斷，診斷精準(zhǔn)性較高。一般電氣設(shè)備判斷是以參考依據(jù)為判斷目標(biāo)，通過常見的故障狀態(tài)和經(jīng)驗(yàn)判斷。如，設(shè)備發(fā)熱可能是由于故障時(shí)間較長、噪音可能是各組件松動(dòng)，所以有推斷性與局限性特點(diǎn)；③預(yù)測(cè)未來則是定期診斷行為，是結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用狀態(tài)分析未來使用情況，因而這種診斷方法能夠提前感知隱患。由于設(shè)備應(yīng)用時(shí)受各種因素制約使得受損程度不同，所以預(yù)測(cè)未來是利用設(shè)備使用的時(shí)間與情況綜合判斷，如，檢修電氣設(shè)備延長使用年限。

故障診斷的流程：故障診斷在工作流程方面分為簡(jiǎn)易診斷和精準(zhǔn)診斷。①簡(jiǎn)易診斷是指工作人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)圍勘查，觀察設(shè)備圍觀有無變化。運(yùn)行過程中注意組件有無松動(dòng)、熔斷器是否正常。聽設(shè)備運(yùn)行有無異常，組件受損時(shí)會(huì)帶有異常聲音；②準(zhǔn)確診斷是借助設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)從而判斷故障類型，分析故障原因、給出處理方案，短期內(nèi)讓設(shè)備恢復(fù)正常。如，發(fā)動(dòng)機(jī)異常振動(dòng)，通過振動(dòng)速度器檢測(cè)軸承振動(dòng)，分析相對(duì)位移參數(shù)與絕對(duì)位移參數(shù)，確定振動(dòng)速度有效參數(shù)，評(píng)價(jià)振動(dòng)量。

2.2 焦化廠電氣設(shè)備維護(hù)

制定詳細(xì)的維護(hù)檢修計(jì)劃方案：企業(yè)安排專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)備巡查與檢修，做到發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。要求工作人員具備高專業(yè)素養(yǎng)與故障處理能力，盡早發(fā)現(xiàn)存在的故障與異常情況。工作人員檢查結(jié)束后應(yīng)認(rèn)真記錄，標(biāo)注設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、檢修要求，制定檢修計(jì)劃，便于檢修人員了解設(shè)備的基本狀況。

需要注意的問題：故障產(chǎn)生前的設(shè)備有不同程度的異?，F(xiàn)象，工作人員需對(duì)這些現(xiàn)象認(rèn)真分析。定期進(jìn)行設(shè)備清理、打掃，防止細(xì)微顆粒物進(jìn)入設(shè)備內(nèi)。由于設(shè)備內(nèi)部復(fù)雜，故障檢修過程中注意拆卸部分保存完整，避免損壞。

安裝電源快切設(shè)備：快速切換裝置有助于監(jiān)測(cè)電源變化，判斷電源故障的原因。隨后，發(fā)出快速切換命令，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)快速切掉故障電源。同時(shí)，將分段斷路器轉(zhuǎn)換至正常電源側(cè)，確保供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。電源切換時(shí)，切換裝置能夠?qū)崟r(shí)跟蹤電源的電壓與頻率，提供更多精準(zhǔn)的啟動(dòng)形式，電源開關(guān)安裝快速切換裝置能夠提供穩(wěn)定的電源，防止斷電引發(fā)安全事故。

重視煉化裝置電氣隱患檢查：電氣設(shè)備設(shè)計(jì)與施工過程中注意防火與環(huán)境控制，維修時(shí)加大隱患排查力度。現(xiàn)階段，很多焦化廠電氣設(shè)備保養(yǎng)存在違規(guī)現(xiàn)象，且亂拉電線使得線路負(fù)載上升。此外，熔斷絲熔斷過程中不可擅自與其他導(dǎo)線替換，制定科學(xué)的電氣保養(yǎng)制度，檢查電氣連接位置是否松動(dòng)。危險(xiǎn)環(huán)境中安裝防火設(shè)備時(shí)需定期維護(hù)，創(chuàng)建電氣防火檔案，再安排專門的部門保管、定期檢查。停送電要確定安全后方可操作，臨時(shí)電氣設(shè)備安裝與維護(hù)也要滿足規(guī)程要求，確保電氣設(shè)備穩(wěn)定、安全運(yùn)行。電氣設(shè)備隱患排查時(shí)，選擇耐腐蝕防潮電線，導(dǎo)線裸斷插在插座上、開關(guān)位置安裝保險(xiǎn)裝置；避免超負(fù)荷，不可擅接電線。

3 結(jié)語

故障診斷是在保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)的條件下，盡可能地提升電氣設(shè)備使用效率。電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)受諸多因素影響，為保證設(shè)備正常使用、延長使用年限，則要以科學(xué)理論為指導(dǎo)，結(jié)合設(shè)備實(shí)際情況有目標(biāo)地應(yīng)用診斷技術(shù)。加大電氣設(shè)備診斷，加強(qiáng)電氣設(shè)備檢修、制定檢修計(jì)劃、做好隱患檢查和控制，有助于焦化廠電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，確保企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。