熱力發(fā)電廠設備檢修及維護的探究

楊理中

（云南開屏信息技術有限責任公司，云南 昆明 650000）

熱力發(fā)電廠作為供熱和發(fā)電的基礎設施，在工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用，它是工業(yè)廠房正常運行的有力支撐，所以熱力發(fā)電廠的重要性不言而喻。中國熱電廠誕生已有多年，在對熱力發(fā)電廠的建設進程中需完成對熱電廠的持續(xù)改造與升級進程，然而熱力發(fā)電廠的日常運行存在著某些弊端，其重要性不言而喻。汽輪機是我國熱力發(fā)電廠最常用的設備，應用十分廣泛。熱力發(fā)電廠在使用汽輪機時，經(jīng)常要對設備進行檢修與維護，以保證其正常運行。汽輪機是一種結構十分復雜的設備，在使用過程中，對其進行日常的檢修和維護十分困難，因此，對其檢修與維護一直是人們研究的課題。熱電廠作為我國工業(yè)發(fā)展的重要項目和內(nèi)容，直接影響到我國經(jīng)濟的發(fā)展，所以對熱力發(fā)電廠設備檢修及維護的探究具有重要的研究價值、應用價值與市場前景。

1 熱力發(fā)電廠汽輪機設備的安裝

1.1 轉子和軸承的安裝

熱力發(fā)電廠的汽輪機設備包括轉子和軸承兩部分。兩者的安裝，直接影響到整個汽輪機的質量和運行效率。轉子鍛件是合金鋼，它是汽輪機轉動的主要組成部分，轉子需要裝配葉片，并與剛性連軸器相連。其工作原理是通過汽輪全速運轉達到機動平衡。整鍛轉子在高溫條件下，適應性很強。特殊應用和安裝時，要注意安裝環(huán)境，根據(jù)實際情況選擇合適的轉子。各種環(huán)境對轉子的要求也各不相同。在針對汽輪機轉子機設備執(zhí)行檢查與維修操作時，務必確保對儀表的定期校驗與檢查，避免有重載的部件現(xiàn)象出現(xiàn)，從而保證汽輪機安穩(wěn)運作。監(jiān)控設備的操作人員，需要對汽輪機的儀表盤進行不同負載軸承的檢測。軸承的作用是對轉子進行承載，在汽輪機的運行中，也起著十分重要的作用。考慮到軸承的穩(wěn)定性和承載能力，使其成為熱電廠安裝的首選設備。

1.2 配套設施的安裝

火力發(fā)電廠的主要設備中，汽輪機是發(fā)電、供暖的主要設備，但是汽輪機的使用，也離不開相關的配套設備，比如鍋爐、泵、暖氣、發(fā)電機等設備。為了完成發(fā)電工作，汽輪機與其他設備相互配合，其工作原理和設備結構決定了其不能單獨存在。所以，汽輪機配套設備的安裝，對影響汽輪機的平穩(wěn)運行和工作效率也至關重要。如在平臺拼接時，我們要求安裝者完全按照圖紙施工；在基礎支墩表面，保持其清潔、平整、無油污等；設備兩側四角的高度誤差應控制在1cm 以內(nèi)；在接頸組合和吊起的時候，要使用汽機房行車高度，保證與殼體一樣高。側板、支撐板安裝時，要注意位置定位采用電焊打底，滿焊焊接；接頸支撐管縫應保持在1cm 以內(nèi)，并在設備安裝后通過點焊來消除安裝誤差。

1.3 汽缸、不銹鋼管、葉片及聯(lián)軸器的安裝

（1）汽缸的安裝。渦輪的外殼裝置是汽缸，它是汽輪機的衣服。汽缸的作用是將內(nèi)部部件隔離開，與空氣接觸。就電力領域而言，汽缸可以為汽輪機內(nèi)部能量轉換提供基礎保障。其中，高壓缸是汽輪機應用最廣泛的缸型，它分為雙層缸體和單層缸體。在單缸內(nèi)部，采用了合金鋼和碳鋼作為鑄造材料和結構。

（2）不銹鋼管安裝。安裝不銹鋼管時，要注意對鋼管進行細致的清理。在安裝前，要確保不銹鋼管沒有污染和油污，要確保在干凈清潔的環(huán)境下安裝。

（3）葉片的安裝。汽輪機葉片分為靜葉和動葉兩類。各氣室匯中缸的分割主要由靜葉片負責，并通過葉片隔板來固定。動葉主要應用于轉子葉輪和轉筒[1]。

（4）聯(lián)軸器的安裝。連接件主要有鋼、撓性、半撓性三種。鋼制聯(lián)軸器一般選用這三種聯(lián)軸器，用它可以最大限度地減少對焊接的影響，在衰減收弧、高頻引弧時，還需將其向一側的管板傾斜，因此應提高對其加工要求和標準。

2 熱力發(fā)電廠汽輪機設備故障

2.1 熱力發(fā)電廠汽輪機設備常見故障分類與檢測

2.1.1 設備機組異常振動

通過對熱電廠汽輪機的日常檢修可以發(fā)現(xiàn)，機組的異常振動是最常見的故障之一。造成機組異常振動的主要原因是汽輪機安裝未固定、轉子不平衡等。裝備維修員在發(fā)現(xiàn)設備機組異常振動時，要對振動現(xiàn)象、參數(shù)、聲音等信息進行詳細記錄。維修時，維修人員通過這些記錄數(shù)據(jù)，當出現(xiàn)異常的振動現(xiàn)象時，可以借助排除法對故障原因進行排除進而縮小故障原因范圍，在此基礎上，借助相應的解決方案，比如對同心位進行確定、將基礎部件進行更換等，通過以上操作對汽輪機的工作效率進行保障，能夠第一時間發(fā)現(xiàn)故障原因，并提出相應的維修和解決方案。比如更換汽輪機的底部基礎部件、重新安裝轉子等。

2.1.2 汽輪機油系統(tǒng)故障

（2）數(shù)據(jù)校驗，真實可信。結合以太坊改進之后的MPT樹，以及通過RLPx加密握手協(xié)議，并充分利用ECDSA的非對稱加密的優(yōu)勢，避免了黑客通過網(wǎng)絡傳輸作弊的行為。整個認證過程由節(jié)點們共同完成，使數(shù)據(jù)真實可信。

汽輪機的油系統(tǒng)故障，也是汽輪機最常見的故障之一。熱力發(fā)電廠的汽輪機，一旦產(chǎn)生汽輪機的油面下降，極易造成燃油系統(tǒng)故障，使汽輪機無法正常運轉，嚴重影響生產(chǎn)。所以，在汽輪機的日常檢修與維修中，要時刻注意油壓和油位，實時監(jiān)控其變化及系統(tǒng)狀態(tài)，避免因油壓、油位而導致的油系統(tǒng)故障。與此同時，汽輪機檢測員還要注意觀察汽輪機運行最平穩(wěn)狀態(tài)，記錄油路系統(tǒng)的參數(shù)，作為系統(tǒng)的檢驗標準[2]。當汽輪機發(fā)生故障時，首先要檢查一下是否是燃油系統(tǒng)的問題，保證汽輪機的正常運行。

2.2 汽輪機異常狀態(tài)檢測

2.2.1 異常狀態(tài)檢測原理

大部分的設備出現(xiàn)故障時往往會有某些預兆，即在故障發(fā)生之前，各種不同的物體在信號上會發(fā)生一定的異?，F(xiàn)象，例如，如果汽輪機系統(tǒng)的一部分損壞，可能會出現(xiàn)異常振動和噪音；某些地方的軸承損壞將不可避免地導致異常振動和潤滑油溫度升高。對這些參數(shù)的監(jiān)測可能表明設備參數(shù)有一個從正常狀態(tài)到故障的發(fā)展過程，而不是立即完成，通過監(jiān)測這些參數(shù)，可以盡快發(fā)現(xiàn)錯誤的位置、性質和修改，以便采取適當?shù)念A防措施，并為運行維護創(chuàng)造條件[3]。

2.2.2 異常狀態(tài)檢測過程

故障設備的開發(fā)過程如圖1 所示。圖中所示的潛在故障點A 表明，誤差是逐漸發(fā)展起來的，不是功能性的，但可以通過某種方式加以區(qū)分。如果汽輪機稍微升高，則表明控制油系統(tǒng)有缺陷；設備的一些振動表明葉片可能是不對稱的。功能故障點B 表示潛在故障已成為功能故障，設備損壞并失去功能。如果檢測到可能的錯誤，可以在出現(xiàn)故障之前對此進行消除，達到避免故障的不良后果的作用。

圖1 故障設備發(fā)展過程

機組的經(jīng)濟維護應基于對機組運行狀態(tài)的監(jiān)控、機組正常運行期間不同參數(shù)偏差的監(jiān)控、發(fā)生或發(fā)生錯誤的檢測以及設備的長期維修，而不是損壞的設備。

3 熱力發(fā)電廠汽輪機設備檢修維護的途徑與流程

3.1 確定汽輪機的檢修周期

因汽輪機型號不同，其檢修周期也有一定的差別。制定汽輪機檢修周期時，應充分考慮設備運行狀況、設備性能等因素，并明確汽輪機的檢修等級。若選用的汽輪機性能較差，應盡量縮短檢修周期；若性能較高，可適當延長檢修周期。

對于不同型號、不同規(guī)格的汽輪機，應制定不同的檢修規(guī)程，并滿足其使用的具體參數(shù)。對于運行效果很差的汽輪機設備，在檢測時，可將設備拆開，分別對汽輪機的各設備和部件進行檢查。特別是對軸承靜子的檢查，外力很容易對靜子產(chǎn)生壓力，容易造成損壞。當設備拆分時，要注意溫度較高的設備，要注意拆分時的溫度要求。

汽輪機運行期間，系統(tǒng)參數(shù)不斷變化。運行參數(shù)處于最佳位置或合理范圍內(nèi)，從維護優(yōu)化的角度來看，僅對機組的實時數(shù)據(jù)進行監(jiān)測不能評價機組的節(jié)能狀態(tài)。因此，趨勢評估和診斷技術是在數(shù)理統(tǒng)計的基礎上發(fā)展起來的。對各部件的使用壽命是一個隨機數(shù)，應采用概率法對這些數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計處理，以確定一定的規(guī)律。壽命的分布函數(shù)F（t）決定于工作時間，數(shù)量上等于壽命對時間的概率：

公式（1）中：

m（t）代表參數(shù)意義是瞬時t 停運的設備數(shù)。

k（t）代表參數(shù)意義是工作到瞬時t 不停運的設備數(shù)。

根據(jù)壽命的分布函數(shù)決定可靠度函數(shù)p（t）。

可靠度數(shù)量上等于設備到瞬時t 不停運的概率，p（t）與F（t）的函數(shù)特性如圖2 所示。

圖2 p（t）與F（t）函數(shù)特性圖像分布

確定了每個獨立部件的壽命數(shù)據(jù)后，按照式（3）的概率成分定律對整個汽輪機組的可靠度函數(shù)進行獲取。

Pi（t）代表的意義是第i 個部件的可靠度函數(shù)。

得到可靠度函數(shù)Pn（t）后，經(jīng)過檢修前機組的實際運行可靠性指標修正，進一步得到汽輪機用于確定最佳檢修周期的可靠度函數(shù)Pn（t）。借助以上算法完成熱力廠主要設備汽輪機的檢修周期確定，進而確保檢修工作能夠更好地進行。

3.2 汽輪機的回裝檢修維護

設備檢測過程中，如對汽輪機進行分解檢測，則必須注意各部件的清洗與除塵。清洗完成后，還要進行后續(xù)的檢修。對汽缸、緊固件、軸套、轉子等的維修除注意清潔外，還應注意對零件間隙進行檢測。檢測間隙，有助于后續(xù)維修設備出現(xiàn)的問題處理。零件拆開、清洗、檢測后，要回裝零件。要注意，零件檢測完畢必須立即回裝，確保設備穩(wěn)定。回裝時，一定要注意相關零部件安裝的具體參數(shù)，嚴格按照安裝標準進行回裝。

3.3 汽輪機的振動檢修維護

汽輪機在整個大修過程中，必須對振動進行檢測。檢查過程中，要明確設備故障和設備狀態(tài)，在發(fā)生故障時，能夠先判斷出設備內(nèi)部的振動狀況，有助于分析設備故障的原因，并預先判斷出故障的嚴重程度。通過對其振動頻率和特性的分析，可以發(fā)現(xiàn)，有效地分析振動參數(shù)和數(shù)據(jù)對設備的維修工作是十分有益的。

3.4 汽輪機的滲漏檢修維護

在熱力發(fā)電廠汽輪機的實際運行中，汽輪機汽缸的變形和泄漏是汽輪機的常見缺陷，由于汽缸基本上是鑄造的，鑄造時容易產(chǎn)生應力，但加工過程復雜，時間要求不易滿足，很多情況下，汽缸在工作過程中未完全排出，容易變形，導致泄漏。此外，由于缸體工作功率復雜，必須面對蒸汽的反作用力、零件的重力和內(nèi)外氣體壓力，這是造成缸體變形和泄漏的重要原因。油缸轉向梁表面特別致密，這需要在處理油缸轉向梁表面時仔細驗證其密度。如發(fā)現(xiàn)漏氣情況，應對汽輪機滲流原因進行深入分析，并據(jù)此采取有效措施。

4 結束語

熱力發(fā)電廠設備的檢修維護十分重要，關系到工程的安全生產(chǎn)和供電的順利進行。汽輪機是火力發(fā)電設備中最重要的設備。本文從熱力發(fā)電廠汽輪機設備的安裝、熱力發(fā)電廠汽輪機設備的檢修和維護、熱力發(fā)電廠汽輪機設備檢修維護的途徑與流程三個方面對熱力發(fā)電廠設備檢修及維護進行綜合探究。了解汽輪機的安裝與檢測方法，結合故障分析設備問題，確保在設備出現(xiàn)問題時，能第一時間解決，保證汽輪機的安全生產(chǎn)，保證熱力電廠設備的正常運轉至關重要，借此為國家供電事業(yè)提供保障。在當前的市場環(huán)境下，能源行業(yè)發(fā)生了變化，能源行業(yè)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新成為保持社會健康穩(wěn)定發(fā)展的關鍵問題。加強熱電廠的安全穩(wěn)定運行十分重要，做好日常維護保養(yǎng)工作是加強熱電廠安全穩(wěn)定運行的基礎，同時需要建立完善的火電廠檢修制度。