大型火電機(jī)組引風(fēng)機(jī)的狀態(tài)檢修研究

張春陽(yáng)

摘? 要：大型火電機(jī)組引風(fēng)機(jī)作為火電廠發(fā)電環(huán)節(jié)重要組成部分，若能加強(qiáng)對(duì)引風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢修，能夠減少引風(fēng)機(jī)故障率。在此之上，本文簡(jiǎn)要分析了大型火電機(jī)組引風(fēng)機(jī)的特征參數(shù)，經(jīng)由組建狀態(tài)檢修數(shù)據(jù)庫(kù)、狀態(tài)預(yù)警模塊完善設(shè)計(jì)、評(píng)估狀態(tài)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、開(kāi)發(fā)性能監(jiān)測(cè)軟件等方法的實(shí)施，即可保障引風(fēng)機(jī)優(yōu)良運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：大型火電機(jī)組;引風(fēng)機(jī);狀態(tài)檢修;預(yù)警模塊;性能監(jiān)測(cè)軟件

前言：在大型火電機(jī)組中，引風(fēng)機(jī)作為排除高溫?zé)煔?，保證火電機(jī)組正常運(yùn)行的輔助設(shè)施，能夠提升爐膛負(fù)壓穩(wěn)定性。作為火電機(jī)組運(yùn)行中的重要部件，應(yīng)當(dāng)制定科學(xué)的狀態(tài)檢修計(jì)劃，應(yīng)對(duì)引風(fēng)機(jī)故障風(fēng)險(xiǎn)，借此通過(guò)狀態(tài)檢修設(shè)計(jì)措施，確保引風(fēng)機(jī)在火力發(fā)電項(xiàng)目中表現(xiàn)出應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，增加狀態(tài)檢修計(jì)劃可行性。

1、大型火電機(jī)組引風(fēng)機(jī)的特征參數(shù)

在大型火電機(jī)組發(fā)電過(guò)程中，引風(fēng)機(jī)在運(yùn)行期間，能夠?yàn)殄仩t燃燒中產(chǎn)生的高溫?zé)煔馓峁┡懦?。在狀態(tài)檢修設(shè)計(jì)期間，應(yīng)當(dāng)全面采集特征參數(shù)，增加狀態(tài)檢修實(shí)效性。于狀態(tài)檢修作業(yè)中，引風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)參數(shù)可細(xì)分為下述幾項(xiàng)，即出入口煙氣溫度、繞組溫度、軸承溫度（前、中、后軸承）、水平振動(dòng)、出入口煙氣壓差、入口煙氣壓力等。實(shí)際上，一旦引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障后果，往往會(huì)引起各項(xiàng)特征參數(shù)的異常表現(xiàn)，故此應(yīng)當(dāng)以此為基礎(chǔ)實(shí)施狀態(tài)檢修工作。

例如引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)喘振或是失速故障時(shí)，多表現(xiàn)為出入口壓差與壓力值的異常變化。抑或是出現(xiàn)軸承磨損或升溫異常情況時(shí)多從溫度參數(shù)指標(biāo)檢測(cè)中予以判定。至于繞組溫度等參數(shù)的非常規(guī)變化，很容易隨著故障危害進(jìn)展，致使引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)散熱異常狀況，究其根本多因軸承潤(rùn)滑度下降、繞組短路。經(jīng)過(guò)多項(xiàng)特征參數(shù)的采集分析，能為狀態(tài)檢修方法指明方向。

2、大型火電機(jī)組引風(fēng)機(jī)的狀態(tài)檢修方法

2.1組建狀態(tài)檢修數(shù)據(jù)庫(kù)

在引風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢修中，需要充分借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，匯總特征參數(shù)變化規(guī)律，而后從中對(duì)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)予以判定，并為其出具對(duì)應(yīng)的檢修計(jì)劃。而在實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)先行組建狀態(tài)檢修數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合特征參數(shù)信息，對(duì)引風(fēng)機(jī)狀態(tài)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。具體包括下述兩個(gè)步驟：

第一，細(xì)化數(shù)據(jù)庫(kù)表內(nèi)容，為了促進(jìn)引風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢修計(jì)劃的順利實(shí)施，應(yīng)當(dāng)先期制定多則與特征參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)表，如運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)、特征參數(shù)表、故障模式表等。于運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)當(dāng)涵蓋引風(fēng)機(jī)運(yùn)行中所產(chǎn)生的各項(xiàng)參數(shù)，包括電流值、軸承溫度、振動(dòng)頻率等。因上述提及運(yùn)行狀態(tài)多以異常參數(shù)作為表現(xiàn)形式，故此對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)表進(jìn)行細(xì)化處理，可以更全面精準(zhǔn)把控引風(fēng)機(jī)運(yùn)行動(dòng)態(tài)。至于特征參數(shù)表，多以正常值、預(yù)警值、停機(jī)值作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，在尚未達(dá)到預(yù)警值相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)前，往往處于正常值狀態(tài)。故障模式表則按照故障類別對(duì)應(yīng)故障成因、狀態(tài)檢修方案的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)信息，借此輔助檢修員從數(shù)據(jù)庫(kù)反饋結(jié)果中了解引風(fēng)機(jī)現(xiàn)有狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，需立即進(jìn)入狀態(tài)檢修環(huán)節(jié)。

第二，預(yù)處理數(shù)據(jù)庫(kù)信息，在引風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢修數(shù)據(jù)匯總后，需進(jìn)行預(yù)處理操作，即選用Matlab軟件提出Nan值，并對(duì)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)停機(jī)狀況產(chǎn)生的數(shù)值進(jìn)行刪除，并按照窗口消噪處理流程，從數(shù)據(jù)中篩選出噪聲值、非穩(wěn)態(tài)值，并從中判定當(dāng)前引風(fēng)機(jī)運(yùn)行中呈現(xiàn)的狀態(tài)參數(shù)值是否顯示正常，自此在歸一化公式處理下進(jìn)行合理轉(zhuǎn)換。即，其中x、y表示原始數(shù)據(jù)與歸一化預(yù)處理數(shù)據(jù)。

2.2狀態(tài)預(yù)警模塊完善設(shè)計(jì)

在引風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢修階段還需要設(shè)置預(yù)警模塊，通過(guò)對(duì)特征參數(shù)的預(yù)警設(shè)計(jì)，即可預(yù)判引風(fēng)機(jī)異常運(yùn)行狀態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，繼而提升狀態(tài)檢修針對(duì)性。此次研究以330MW火電機(jī)組為例，預(yù)警模塊應(yīng)當(dāng)從下述三個(gè)層面予以完善設(shè)計(jì)：

其一，總體設(shè)計(jì)，關(guān)于狀態(tài)預(yù)警模塊設(shè)計(jì)，要想對(duì)其進(jìn)行有效檢修，應(yīng)當(dāng)按照建模思想，隨時(shí)根據(jù)引風(fēng)機(jī)不同運(yùn)行狀態(tài)展示特征參數(shù)變化值，而后在達(dá)到閾值后，利用預(yù)警信號(hào)引起檢修人員的關(guān)注，并在查明原因后，組織人力開(kāi)展檢修工作。如在獲取引風(fēng)機(jī)軸承溫度時(shí)，若超出90℃或是二次風(fēng)門開(kāi)度<10%、三相線圈溫度>125℃時(shí)，均會(huì)引起引風(fēng)機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)。此時(shí)，檢修人員應(yīng)當(dāng)在溫度參數(shù)檢修上進(jìn)行改進(jìn)，保證引風(fēng)機(jī)重新達(dá)到啟動(dòng)條件。隨著對(duì)異常啟動(dòng)情況的有效預(yù)警，有助于掌握引風(fēng)機(jī)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。

其二，明確特征參數(shù)模型溫差標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)引風(fēng)機(jī)多項(xiàng)特征參數(shù)誤差值的控制，亦是狀態(tài)檢修預(yù)警設(shè)計(jì)中關(guān)鍵內(nèi)容，即入口煙氣壓力與煙氣溫度誤差應(yīng)為1.72%、2.02%，振動(dòng)量誤差為0.75%，繞組溫度誤差為0.42%等。只有在建立引風(fēng)機(jī)狀態(tài)模型時(shí)，知曉誤差范圍，方可客觀評(píng)估運(yùn)行狀態(tài)是否超出預(yù)警范圍。

其三，預(yù)警模塊可視化操作，為了促使引風(fēng)機(jī)狀態(tài)處于可控狀態(tài)，還應(yīng)當(dāng)將傳統(tǒng)檢修模式調(diào)整為可視化狀態(tài)檢修模式，使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、瀏覽器軟件，將引風(fēng)機(jī)的狀態(tài)以視頻展示方式予以呈現(xiàn)，其間應(yīng)當(dāng)借助Html5語(yǔ)言。若在預(yù)警界面上發(fā)現(xiàn)軸承溫度偏高情況，則應(yīng)當(dāng)從軸承潤(rùn)滑度下降、油溫異常等成因予以分析，分析后可利用更換潤(rùn)滑劑、啟動(dòng)吹風(fēng)扇等檢修措施，用于應(yīng)對(duì)引風(fēng)機(jī)故障風(fēng)險(xiǎn)。

2.3評(píng)估狀態(tài)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)

引風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢修中，需要加強(qiáng)對(duì)狀態(tài)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的精準(zhǔn)評(píng)估，借此對(duì)可能出現(xiàn)的故障問(wèn)題提出檢修計(jì)劃。在根據(jù)特征參數(shù)整理引風(fēng)機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，可將其歸納為以下幾點(diǎn)：軸承異常振動(dòng)、軸承升溫、繞組溫度升溫、電流超標(biāo)等，可以將其納入集合中（U=（μ，μμ）），并從故障特征值分析中，總結(jié)故障成因，隨著對(duì)引風(fēng)機(jī)故障風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別，預(yù)判最可能發(fā)生故障的部位。同時(shí)，以矩陣分布的方式匯總故障信息。即，在依據(jù)向量矩陣分析引風(fēng)機(jī)故障隸屬函數(shù)時(shí)，能夠從中了解隨著隸屬度變大，故障風(fēng)險(xiǎn)隨之提高。

在引風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，可以根據(jù)多種特征參數(shù)異常變化規(guī)律，確定對(duì)應(yīng)的故障風(fēng)險(xiǎn)，而后結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果制定相關(guān)檢修計(jì)劃。同時(shí)，檢修人員也要對(duì)每一種故障風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行分析，從中選出高風(fēng)險(xiǎn)故障信息，提出可行性檢修計(jì)劃，自此實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)的合理評(píng)估與精準(zhǔn)檢修。

2.4開(kāi)發(fā)性能監(jiān)測(cè)軟件

引風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢修事項(xiàng)的落實(shí)，應(yīng)當(dāng)開(kāi)發(fā)性能監(jiān)測(cè)軟件，從軟件記錄的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中，掌握引風(fēng)機(jī)狀態(tài)變化特征，借此在尚未出現(xiàn)故障前，即可通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)，降低故障率。

在利用性能監(jiān)測(cè)軟件開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修工作時(shí)，能夠從在線監(jiān)測(cè)部分，對(duì)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的檢修方向提供明確指引。因該軟件能夠?qū)崟r(shí)獲取風(fēng)量、煤量，借此更準(zhǔn)確地把控達(dá)到最優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，各項(xiàng)特征參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值，之后按照在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)調(diào)整引風(fēng)機(jī)的設(shè)定參數(shù)。另外，為了處理引風(fēng)機(jī)停機(jī)狀態(tài)故障事件，需要在軟件開(kāi)發(fā)中新增離線指導(dǎo)模塊，該模塊能夠借助靜葉開(kāi)度、振動(dòng)量、溫度等參數(shù)變化范圍，結(jié)合用戶手動(dòng)輸入的參數(shù)值，驗(yàn)證引風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并且該軟件在離線狀態(tài)，也可以根據(jù)煤量變化情況以及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，對(duì)當(dāng)前引風(fēng)機(jī)可能出現(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài)加以分析，而后在檢修人員職業(yè)經(jīng)驗(yàn)下摸索引風(fēng)機(jī)狀態(tài)優(yōu)化方向。包括根據(jù)功耗值（△P）推算出引風(fēng)機(jī)最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)等。即：（K：引風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行積灰量，K：最小積灰量，q：煙道質(zhì)量流量，ρ：煙氣密度）。

結(jié)論：綜上所述，在設(shè)計(jì)引風(fēng)機(jī)狀態(tài)檢修計(jì)劃時(shí)，若能結(jié)合特征參數(shù)，從狀態(tài)檢修數(shù)據(jù)庫(kù)、預(yù)警模塊完善設(shè)計(jì)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、軟件開(kāi)發(fā)等方面著手，有利于改善引風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，促進(jìn)火力發(fā)電項(xiàng)目穩(wěn)態(tài)建設(shè)。對(duì)此，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)依據(jù)引風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出明確的狀態(tài)檢修思路，以期引風(fēng)機(jī)擁有較長(zhǎng)的使用年限。

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