撰文/王剛

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汽輪機故障診斷技術(shù)研究

撰文/王剛

針對汽輪機故障檢修與故障診斷方法的分析，探討了汽輪機的定義及工作原理，指出了目前在汽輪機故障診斷研究中存在的問題，并從檢測技術(shù)、故障診斷技術(shù)等對汽輪機故障診斷技術(shù)進(jìn)行分析。汽輪機；故障診斷；檢測方法

■150046哈爾濱汽輪機廠有限責(zé)任公司黑龍江哈爾濱

隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械設(shè)備的可靠性、可用性、可維修性與安全性的問題日益突出，從而促進(jìn)了人們對機械設(shè)備故障機理及診斷技術(shù)的研究。汽輪機是發(fā)電系統(tǒng)的重要設(shè)備，其復(fù)雜的設(shè)備結(jié)構(gòu)和特殊的運行環(huán)境使其非常容易發(fā)生異常振動等故障，這給電力系統(tǒng)的正常運行造成了非常不利的影響。因此，加強對汽輪機故障診斷技術(shù)的研究，對于提高電力系統(tǒng)的運行效率和供電質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

1　汽輪機常見故障的分析

汽輪機常見的故障原因很多，如根管堵塞、發(fā)電機機組滑環(huán)、調(diào)速汽門發(fā)生卡澀、器管漏泄等不同情況。發(fā)電機機組的滑環(huán)會造成發(fā)電機轉(zhuǎn)子環(huán)火電路短接，燒壞轉(zhuǎn)子。調(diào)速汽門出現(xiàn)卡澀原因是調(diào)速汽門凸輪架軸承套磨損嚴(yán)重，齒板穩(wěn)定架偏移，造成調(diào)速系統(tǒng)卡澀后，脈動油壓偏高，這種故障在正常運行中要細(xì)心認(rèn)真才能發(fā)現(xiàn)問題，做到及時處理。

1.1汽輪機調(diào)速馬達(dá)易出現(xiàn)的故障分析。調(diào)速馬達(dá)可能會由于電氣開關(guān)出現(xiàn)粘連造成減負(fù)荷方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)同步器絲桿退出55mm時，就會使汽輪機調(diào)速汽門關(guān)閉，同步器失靈，達(dá)到保護(hù)停機。此時，操作人員應(yīng)迅速的做好手電動的切換，以免事故擴大。操作人員，在對設(shè)備進(jìn)行檢查時，要對設(shè)備的計量表和運行狀態(tài)發(fā)生不正常的變化及時處理，如果運行參數(shù)發(fā)生變化要及時做好記錄，為事故的分析提供依據(jù)，在各項操作中應(yīng)核對操作開關(guān)的序號，確定操作位置后，才可以進(jìn)行操作，如果是重大的操作，必須執(zhí)行監(jiān)護(hù)制度，以免發(fā)生誤操作。

1.2汽輪機油含水量多易出現(xiàn)的故障分析。如果汽輪機油含水量多會導(dǎo)致軸瓦燒損，導(dǎo)致機組發(fā)生強烈振動，當(dāng)這樣的事故出現(xiàn)時，首先要盡快找出漏水的源頭，查出漏水點，分析原因，及時處理，使漏水量減少直至消除漏水現(xiàn)象。但是，由于很多機組的漏水現(xiàn)象是長期存在的現(xiàn)實，特別是一些老機組受到很多條件的局限，很難解決。在漏水難以改變的情況下，應(yīng)采用合適的脫水設(shè)備將漏入汽輪機油系統(tǒng)的水分脫出，是解決汽輪機油中含水量大的一個有效途徑。

1.3汽輪機轉(zhuǎn)子永久性彎曲的故障分析。為了判斷汽輪機轉(zhuǎn)子發(fā)生永久性彎曲，可以開缸進(jìn)行檢查。在開缸檢查時，如果發(fā)現(xiàn)高中壓中間汽封梳齒局部輕度磨損，高中壓轉(zhuǎn)子彎曲250μm，軸瓦出現(xiàn)輕微研磨。通過直軸處理后，使機組啟動正常。分析具體原因：高中壓軸封送汽滯后于抽真空時間近30mim，致使冷氣沿高中壓轉(zhuǎn)子軸封處進(jìn)入汽輪機，轉(zhuǎn)子受到局部冷卻，是導(dǎo)致發(fā)生轉(zhuǎn)子彎曲的直接原因。沖轉(zhuǎn)時主蒸汽溫度與熱態(tài)開機要求不匹配，沖轉(zhuǎn)時主蒸汽溫度左側(cè)307.43℃、右側(cè)350.40℃，而高中壓內(nèi)缸外上壁溫度為338.21℃，啟動時出現(xiàn)了負(fù)溫差，是導(dǎo)致轉(zhuǎn)子彎曲增大的重要原因。對汽輪機狀態(tài)評估和故障診斷的主要手段是通過振動分析，利用這種方法，可以判斷汽輪機發(fā)電設(shè)備內(nèi)部的狀況，是否出現(xiàn)故障以及故障的嚴(yán)重程度和發(fā)展趨勢。連續(xù)振動監(jiān)測系統(tǒng)能夠連續(xù)監(jiān)測設(shè)備的振動特性并收集、貯存和分析振動數(shù)據(jù)，可以早期發(fā)現(xiàn)汽輪機振動故障，判斷發(fā)展趨勢，為合理組織檢修汽輪機提供依據(jù)。

2　汽輪機故障診斷技術(shù)

2.1分層分布式診斷系統(tǒng)。汽輪機內(nèi)部系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能大部分是分層分布式，利用結(jié)構(gòu)間的層次關(guān)系，可以建立相應(yīng)的分層分布式診斷系統(tǒng)，并通過子診斷系統(tǒng)和總診斷系統(tǒng)共同控制。子診斷系統(tǒng)負(fù)責(zé)對子診斷任務(wù)進(jìn)行分析監(jiān)測；總診斷系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理診斷任務(wù)，即分解總體任務(wù)并將子診斷任務(wù)分配到各子診斷系統(tǒng)中，待子診斷任務(wù)完成后，總診斷系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析得出結(jié)論。此種系統(tǒng)具有診斷效率高、系統(tǒng)穩(wěn)定性強、推理速度快等優(yōu)點。

2.2遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)?，F(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)的發(fā)展，使遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)成為故障診斷發(fā)展的必經(jīng)之路。利用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)，一方面可以實現(xiàn)診斷資源的共享，使專家在異地也能進(jìn)行汽輪機故障診斷，提高了故障診斷的質(zhì)量；另一方面實現(xiàn)了故障診斷系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，在提供大量診斷經(jīng)驗和故障案例的同時，能夠協(xié)助維修人員快速提取故障數(shù)據(jù)。

2.3集成式故障診斷系統(tǒng)。當(dāng)前使用的故障診斷裝置其內(nèi)部推理方式較為單一，對于復(fù)雜的系統(tǒng)故障難以進(jìn)行全面的分析。集成式故障診斷系統(tǒng)能夠根據(jù)故障分析處理方式和經(jīng)驗構(gòu)成多種推理模型，并進(jìn)行多種推理模型的融合，從而充分發(fā)揮各模型的推理優(yōu)勢，有利于提高診斷的準(zhǔn)確性。

隨著汽輪機的廣泛應(yīng)用，對汽輪機機組的安全運行有很高的要求。但機械設(shè)備必然會由于長期運行而出現(xiàn)故障。為了保證汽輪機安全運行，必須利用各相關(guān)過程參數(shù)，參考?xì)v史記錄，采用數(shù)據(jù)融合法進(jìn)行故障診斷，對于汽輪機的故障點，要及早發(fā)現(xiàn)，及時維修，只有堅持對汽輪機故障診斷技術(shù)研究，推進(jìn)汽輪機技術(shù)創(chuàng)新，才能保證汽輪機全生產(chǎn)運行。因此，研究汽輪機故障及其診斷技術(shù)將帶來巨大的經(jīng)濟效益，汽輪機的故障診斷技術(shù)擁有很好的發(fā)展前景。