尹澤鵬

摘 要：汽輪機(jī)是電廠運(yùn)行中不可或缺的重要設(shè)備，電廠內(nèi)部機(jī)械設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行和其息息相關(guān)。汽輪機(jī)能否平穩(wěn)高效的運(yùn)行，直接關(guān)系到電廠日常運(yùn)營(yíng)的安全以及經(jīng)濟(jì)效益的提高，而通流部分是汽輪機(jī)能正常高效地工作的核心，因此，必須做好汽輪機(jī)通流部分故障診斷與處理工作，以防止汽輪機(jī)通流部分故障頻繁發(fā)生。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī) 通流部分 故障 診斷方法

在汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，其自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及運(yùn)行環(huán)境的苛刻性，使得汽輪機(jī)通流部分較容易出現(xiàn)故障。電廠應(yīng)該根據(jù)汽輪機(jī)通流部分的工作原理，以及通流部分故障類型、特點(diǎn)、嚴(yán)重程度等，運(yùn)用合理的診斷方法深入地分析汽輪機(jī)通流部分故障的產(chǎn)生原因，通過(guò)科學(xué)的處理，使得汽輪機(jī)時(shí)刻處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)中。

一、汽輪機(jī)通流部分及常見故障

汽輪機(jī)屬于原動(dòng)力設(shè)備，可以直接用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)、泵以及發(fā)電機(jī)等，其顯著特征是具有較大單機(jī)功率和較高的使用效率。汽輪機(jī)的通流部分主要是由動(dòng)靜葉片、隔板及隔板套、隔板汽封、圍帶及葉輪轉(zhuǎn)子等構(gòu)成，在運(yùn)行過(guò)程中承受著極高熱力參數(shù)的蒸汽的沖擊，通過(guò)蒸汽膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。通流部分可分為高壓通流部分、中壓通流部分和低壓通流部分三部分，由于蒸汽的熱力性質(zhì)不同，各部分具備其獨(dú)特的性質(zhì)。高壓通流部分由于要承擔(dān)蒸汽較高的溫度和壓力，而此時(shí)蒸汽比容較小，其動(dòng)靜葉片也相對(duì)最短，對(duì)所用材質(zhì)的強(qiáng)度等要求也最高；中壓及低壓通流部分的動(dòng)靜葉片也具備與蒸汽熱力性質(zhì)相適應(yīng)的型線及材質(zhì)。

在汽輪機(jī)日常運(yùn)行中，由于各方面因素作用，通流部分極易出現(xiàn)突發(fā)性以及漸進(jìn)性故障。突發(fā)性故障嚴(yán)重威脅汽輪機(jī)的安全運(yùn)行，需要重點(diǎn)關(guān)注，例如調(diào)節(jié)閥桿斷裂或調(diào)閥堵塞、葉片突然斷裂、動(dòng)靜葉片相互碰擦等，其發(fā)生的原因與運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、部件材質(zhì)、設(shè)計(jì)不合理等因素緊密相關(guān)。漸進(jìn)性故障主要指葉片磨損、結(jié)垢等能夠引起運(yùn)行效率變化的故障。導(dǎo)致葉片磨損的主要原因是葉片在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中受到蒸汽的不間斷地沖擊；導(dǎo)致葉片結(jié)垢的主要原因除汽輪機(jī)內(nèi)部有摩擦而產(chǎn)生金屬碎屑外，還有由于蒸汽品質(zhì)不高，其中存在不同的離子，在蒸汽做功至乏汽的過(guò)程中，動(dòng)靜葉片受低品質(zhì)水汽長(zhǎng)時(shí)間的作用而沉積在葉片表面，并進(jìn)而形成復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，最終使葉片損壞。

以上這些故障因素均會(huì)影響汽輪機(jī)乃至整個(gè)電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須及時(shí)做好通流部分故障的分析診斷工作，盡早消除故障并明確其產(chǎn)生原因。

二、汽輪機(jī)通流部分故障的檢查及診斷方法

1、汽輪機(jī)通流部分故障檢查

相關(guān)人員需認(rèn)真理解汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)各個(gè)工況點(diǎn)的熱力參數(shù)，在平時(shí)仔細(xì)記錄運(yùn)行中的各項(xiàng)熱力數(shù)據(jù)，以便能夠通過(guò)對(duì)比，準(zhǔn)確地分析通流部分產(chǎn)生故障的原因并在合適的時(shí)候進(jìn)行故障排除。例如，若運(yùn)行中的機(jī)組壓力出現(xiàn)突然的波動(dòng)，相關(guān)人員需仔細(xì)觀察其熱力數(shù)值是否在規(guī)定的使用范圍內(nèi)，綜合檢查汽輪機(jī)通流部分的各調(diào)節(jié)閥、抽汽閥門開啟狀態(tài)是否合理?？傊轿豢茖W(xué)地觀測(cè)汽輪機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，準(zhǔn)確掌握汽輪機(jī)通流各部分的蒸汽進(jìn)汽、抽汽、排汽及調(diào)節(jié)系統(tǒng)等各方面的相關(guān)熱力參數(shù)，科學(xué)地分析汽輪機(jī)通流部分出現(xiàn)故障的原因，在開缸檢修時(shí)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行合理地處理，來(lái)提高汽輪機(jī)通流部分運(yùn)行性能。

2、汽輪機(jī)通流部分故障診斷方法

2.1 故障樹診斷方法

故障樹診斷方法是基于樹知識(shí)庫(kù)的對(duì)象建立的，以汽輪機(jī)故障原因?yàn)閷?duì)象建立的故障邏輯圖，在具體的診斷過(guò)程中，通過(guò)自上而下檢測(cè)及計(jì)算分析相關(guān)信息，找出低層出現(xiàn)故障的部件，最終完成整個(gè)通流部分故障的診斷。故障樹分析診斷法容易理解，能夠很好地理清思路，但是導(dǎo)致故障產(chǎn)生的原因眾多，所建立的故障樹模型將會(huì)變得比較龐大，從而會(huì)降低搜索效率。

2.2 主元分析診斷方法

主元分析法是圍繞多元統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的關(guān)鍵性故障診斷技術(shù)。首先要建立正常工作情況下的負(fù)荷-熱力參數(shù)關(guān)系曲線，建立隸屬度函數(shù)；其次調(diào)出發(fā)生故障時(shí)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行隸屬度函數(shù)模糊化；第三計(jì)算故障主元特征，在此基礎(chǔ)上明確基于數(shù)理分析的汽輪機(jī)通流部分故障主元特征和不同類型故障間的關(guān)系，而后按照故障規(guī)則庫(kù)的診斷規(guī)則逐個(gè)排查，求得真度最大的故障即為可信的通流部分故障。最終，電廠要從故障特點(diǎn)和發(fā)生的位置以及嚴(yán)重程度等方面進(jìn)行妥善處理，確保通流部分狀態(tài)完好，能夠始終處于高效運(yùn)行的狀態(tài)。

2.3 模糊推理及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法

模糊推理-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有處理非線性和不確定性系統(tǒng)控制的能力，可以處理一下環(huán)境信息十分復(fù)雜知識(shí)背景不清楚和推理規(guī)則不明確的問(wèn)題。在應(yīng)用模糊推理故障診斷方法的過(guò)程中，相關(guān)人員要科學(xué)利用模糊邏輯、模糊集，利用汽輪機(jī)的相關(guān)理論知識(shí)，對(duì)汽輪機(jī)通流部分故障展開不確定度診斷及推理。根據(jù)通流部分故障檢查和熱力參數(shù)及經(jīng)濟(jì)性參數(shù)對(duì)比、分析情況，構(gòu)建通流部分模型及診斷規(guī)則庫(kù)。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)故障診斷方法，這樣可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)故障診斷算法的缺陷。相關(guān)人員要根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)故障診斷方法的優(yōu)勢(shì)，科學(xué)采集通流部分故障信號(hào)并提出對(duì)應(yīng)的故障特征，從多方面整合信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，給出通流部分故障診斷結(jié)果。

三、結(jié)語(yǔ)

汽輪機(jī)在我國(guó)電力生產(chǎn)中占有著極其重要的位置，一旦發(fā)生故障會(huì)對(duì)電網(wǎng)正常運(yùn)行產(chǎn)生巨大影響。因此在汽輪機(jī)的日常運(yùn)行及檢測(cè)維護(hù)過(guò)程當(dāng)中，要采取合適的故障診斷方法，明確故障發(fā)生的具體位置及具體原因，并不斷制定和完善檢修技術(shù)，確保故障能夠得到及時(shí)科學(xué)的處理，從而確保汽輪發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠降本節(jié)能的目標(biāo)，提高綜合運(yùn)營(yíng)效益以及核心競(jìng)爭(zhēng)力。

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