周漢杰

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)能源的需求也越來(lái)越多，汽輪機(jī)是重要的電力生產(chǎn)設(shè)備，對(duì)于能源的供應(yīng)很是重要。但是汽輪機(jī)受到它自身的構(gòu)造，以及周遭運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜等影響，會(huì)出現(xiàn)故障，因此加強(qiáng)工業(yè)汽輪機(jī)在線監(jiān)測(cè)，對(duì)汽輪機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行故障診斷是有關(guān)人員必須重視的問題。本文從汽輪機(jī)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷，對(duì)工業(yè)汽輪機(jī)性能進(jìn)行分析研究，并針對(duì)存在的問題，提出一些解決策略。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；在線監(jiān)測(cè)；故障診斷

經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展進(jìn)步，對(duì)能源的要求也越來(lái)越高，保證新能源系統(tǒng)的穩(wěn)定是有關(guān)部門關(guān)注的重要問題，而汽輪機(jī)是新能源的重要生產(chǎn)設(shè)備之一，它的正常運(yùn)行是保證能源的有效供給，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定增長(zhǎng)的重要內(nèi)容。然而汽輪機(jī)出現(xiàn)故障的幾率也比較高，因此加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷是當(dāng)前設(shè)備技術(shù)人員需要解決的重要問題。

1 工業(yè)汽輪機(jī)故障檢測(cè)診斷發(fā)展基本情況

伴隨著當(dāng)代工業(yè)水平的持續(xù)提升，機(jī)械設(shè)備在工業(yè)方面應(yīng)用的等級(jí)也越來(lái)越高，并且自動(dòng)化程度提高，綜合性和復(fù)雜性越來(lái)越高。不同的設(shè)備，有著不同的功能，它們有效配合，緊密聯(lián)系構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，共同協(xié)作完成生產(chǎn)任務(wù)。所以一旦某臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)整體無(wú)法運(yùn)行，從而對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)的正常進(jìn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此要避免出現(xiàn)這一狀況，需要了解和掌握不同設(shè)備出現(xiàn)故障的原因。

自從在有關(guān)工業(yè)設(shè)備體系中引入在線故障檢測(cè)技術(shù)，能夠很好地監(jiān)測(cè)設(shè)備的關(guān)鍵部位的運(yùn)行狀態(tài)，不僅減輕了人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了時(shí)間，也提高了生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。一開始在線故障診斷技術(shù)主要用于電力、石油化工、冶金以及鐵路系統(tǒng)等，后來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，進(jìn)而廣泛的應(yīng)用到了多種經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，其中，在大型汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)中的使用最為廣泛。隨著對(duì)技術(shù)的不斷研究，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的總結(jié)，在線監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)在汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組應(yīng)用技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，信息化程度也越來(lái)越高，整體系統(tǒng)化水平也越來(lái)越高。而且經(jīng)過一些知名高校與研究機(jī)構(gòu)共同的開發(fā)，在線監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)已經(jīng)形成獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系。在線監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，也已經(jīng)融合了許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，如應(yīng)用材料技術(shù)、電能技術(shù)以及磁力技術(shù)等，有關(guān)診斷的理論技術(shù)發(fā)展也越來(lái)越完善。這一技術(shù)涉及十幾門學(xué)科和技術(shù)，既有控制理論，也有計(jì)算機(jī)科學(xué)，還有神經(jīng)診斷等，屬于邊緣科學(xué)的范疇。當(dāng)前隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，將人工智能與自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合，進(jìn)而應(yīng)用到檢測(cè)與診斷技術(shù)當(dāng)中，對(duì)于更好地解決汽輪機(jī)的故障問題有著重要的意義。對(duì)汽輪機(jī)故障研究，一般分為兩個(gè)方向，診斷和解決，先對(duì)一些常見的故障進(jìn)行分析，并使用具有輔助功能的相關(guān)設(shè)備對(duì)故障問題進(jìn)行處理，可以有效的增強(qiáng)汽輪系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)其正常運(yùn)行，促進(jìn)生產(chǎn)的可持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 工業(yè)汽輪機(jī)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)和故障診斷的研究

2.1 分析處理監(jiān)測(cè)信息

提升對(duì)汽輪機(jī)信息的正確分析能力，讓在線監(jiān)測(cè)模塊能夠更好地發(fā)揮信息處理功能。在線監(jiān)測(cè)模塊不依賴于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，卻能實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的處理。它主要通過對(duì)汽輪機(jī)振動(dòng)信號(hào)的分析處理，對(duì)故障進(jìn)行有效診斷。利用有關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)到的信號(hào)，符合線性疊加理論，得出汽輪機(jī)狀態(tài)穩(wěn)定的結(jié)論。但在實(shí)際應(yīng)用中，很多的檢測(cè)信號(hào)并不符合理論條件，不是呈線性的，這項(xiàng)理論的自身缺陷，會(huì)影響著監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。經(jīng)過不斷反復(fù)地實(shí)驗(yàn)和總結(jié)研究，有關(guān)專家在此技術(shù)的基礎(chǔ)上加入了有關(guān)診斷體系和檢測(cè)體系，對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)行和異常現(xiàn)象進(jìn)行診斷，提升故障的檢測(cè)手段的準(zhǔn)確性。應(yīng)用信息處理模塊的功能對(duì)信息符號(hào)進(jìn)行分析處理，并把檢測(cè)的信號(hào)對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，如果出現(xiàn)偏差，會(huì)直接發(fā)送異常情況，方便檢查，然后找出故障的原因，進(jìn)而得出解決的方法。

2.2 完善故障診斷體系

技術(shù)人員利用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)信號(hào)，采集信息，分析和處理信息，然后對(duì)信息進(jìn)行反饋，運(yùn)行人機(jī)響應(yīng)機(jī)制，對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)分析和處理。大型汽輪機(jī)的安置設(shè)需要占用的空間大，環(huán)境也較為復(fù)雜，要立即掌握監(jiān)測(cè)信息的反饋，并不容易。因此要完善故障的診斷體系，采用先進(jìn)的技術(shù)和手段，加強(qiáng)管理，促進(jìn)監(jiān)測(cè)和診斷的效率。目前采用的是一種總線通信形式，可以利用信號(hào)反饋?zhàn)龀鲱A(yù)警，并按照預(yù)先設(shè)定部位的順序及時(shí)反饋給總控室，然后和檢修人員確認(rèn)，找出相應(yīng)的故障，并解決故障問題，確保設(shè)備運(yùn)行正常，保證生產(chǎn)的效率和效益。

2.3 此處有一典型案例

主要業(yè)務(wù)為出口國(guó)外的某一汽輪機(jī)廠的EHNK50/63汽輪

發(fā)電機(jī)組在工作的時(shí)候發(fā)生前軸振動(dòng)不斷爬升并引起報(bào)警的狀況，正常狀況運(yùn)行的時(shí)候振動(dòng)值保持在37UM如右圖所示，而在爬升情況下被遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行記錄并分析，此時(shí)汽輪機(jī)前左振動(dòng)已上升至51.5UN，并處于繼續(xù)爬升階段，最高可達(dá)65UM。

2.4 通過系列的分析判斷

專業(yè)監(jiān)控人員認(rèn)定其是由油膜失穩(wěn)而引發(fā)的振蕩式振動(dòng)，調(diào)節(jié)軸承的進(jìn)油壓力與油溫便能夠有效處理此問題。因此，現(xiàn)場(chǎng)操作人員先使用了對(duì)油壓進(jìn)行調(diào)整的方法，振動(dòng)立馬降低至正常運(yùn)行的30多微米狀態(tài)，迅速有效的處理了現(xiàn)場(chǎng)問題，減少了國(guó)外用戶的生產(chǎn)運(yùn)行損失，保證了效率和效益。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源供應(yīng)緊張，迫切需要新能源，汽輪機(jī)作為電力生產(chǎn)的重要設(shè)備，它的正常運(yùn)行關(guān)系著能源的供應(yīng)，也關(guān)系著經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。汽輪機(jī)受到自身和外界環(huán)境的影響，故障出現(xiàn)的機(jī)率也較高。因此加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)和故障診斷，提高監(jiān)測(cè)和診斷的效率，對(duì)于保證汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率，緩解能源的緊張都有很大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]翟新杰.基于LabVIEW的汽輪機(jī)振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)研究[D].華北電力大學(xué)，2015.