精密點檢在火電廠轉機設備上的發展應用

薛少凡

華電渠東發電有限公司 河南新鄉 453000

火電廠全稱為火力發電廠，火電機組對可燃物燃燒產生能量進行轉換，最終實現電能及熱能生產。火電機組以燃煤、燃氣為主要類型。2016年，我國火電機組裝機容量占全國發電機組比例為64.04%，遠高于水電機組的20.18%，風電的9.03%和太陽能發電的4.70%，是最主要的電力來源。火電機組中，轉機發揮著無可替代的作用，從主機中的汽輪機、發電機，到汽輪機前置泵、循環泵、磨煤機、三大風機等各型號、各用途的輔機，都屬于轉機。

1 傳統診斷技術的局限性

轉機的常規檢修手段主要以設備外部檢查、缺陷消除、小修、大修等方式進行，一方面轉機內部如軸承、電機繞組等缺陷難以覺察，另一方面即使觀察出異常也難以準確判斷缺陷部位及受損程度，且由于受運行條件所限，通常無法即時安排解體檢查。綜上，轉機故障診斷一直是火電廠設備檢修工作的重點和難點。火電機組轉機設備的常見故障通常表現為聲音異常、振動異常、溫度異常、潤滑油品質異常四個方面。富于現場經驗的技師們會憑借經驗從上述異常中獲取信息，進而組織檢修。但僅憑現場經驗有很大的局限性：一是準確度不夠高，難以判斷具體的受損部件；二是在故障描述時得不到數據支持，記錄時描述較為困難；三是現場經驗可復制性差，培養一個高水平技師常常需要幾年甚至十幾年之久，在現今火電廠技術人員流動性大的現狀下表現出一定的劣勢[1]。

2 精密點檢的定義及常用技術手段

精密點檢是一種設備診斷技術。精密點檢人員使用高精度的特殊工具、儀器對設備實行狀態檢測，在設備不解體的情況下通過特定測量方式獲取數據，進而推斷出設備的運行狀態和劣化趨勢，達到超前診斷和預防性檢修的目的。精密點檢在應用上較傳統診斷技術有一定的優勢：一是通過分析轉機圖譜、數據，能夠較為準確地判斷設備故障部件，從而能夠有的放矢；二是通過現場采集轉機設備信息，得到可靠數據，便于記錄、分析、傳遞；三是在智慧電廠普及、勞動力成本不斷升高的行業大趨勢下，精密點檢可以進一步升級為全廠轉機設備在線監控，獲得實時信息，優化人力資源。在技術上，精密點檢依托于傳感器、紅外、電腦軟件等技術，對轉機設備進行超聲、振動、紅外、油液等數據信息采集。超聲診斷技術是一項簡便、快捷的設備檢測技術，其利用超聲探測儀收集超聲圖像，一般用于判斷軸承的潤滑狀態、壓力容器的完整性及閥門的內漏情況。振動診斷技術，即在轉機運行中，利用傳感器及配套軟件，采集轉機振動位移、速度及加速度的圖像、參數信息，再通過圖譜讀取信息，判斷轉機內部情況。此方法可以極為直觀地判斷出轉機設備的健康狀況，是轉機診斷分析的最主要手段。紅外監測技術，即在轉機運行過程中，利用紅外儀器監測表面溫度，進而通過溫度變化趨勢判斷轉機及電機內部軸承潤滑及磨損情況。油液監測技術，即通過采集轉機設備的潤滑劑，判斷油液的性能變化和所產生微粒的情況，以此取得能夠佐證轉機設備潤滑和磨損情況的數據和信息。油液監測技術適用于低速轉機設備，且對于干擾因素多的轉機設備優勢尤為突出[2]。

3 精密點檢應用實例

某火電廠脫硫工藝水系統A工藝水泵電機于2018年1月中旬運轉狀況出現劣化，具體表現為噪音、振動增大。精密點檢組織檢查。該水泵主要檢測手段采用振動診斷。2018年1月24日，精密點檢對其進行振動數據采集，得到圖譜如下：

圖1 A工藝水泵2018年1月24日電機軸承測點S譜

通過圖譜可以看出，電機軸承測點垂直、水平、軸向振動分別達到15.67mm/s、14.75mm/s、10.51mm/s，高于危急值較大（警告值為2.8mm/s，危急值為4.5mm/s）。1倍頻、2倍頻、3倍頻成階梯狀，且2倍頻幅值較高，體現為聯軸器磨損、松動[3]。同時軸承各特征參數（BPI、BPO、BS）正常，軸承無大礙。隨后，精密點檢建議檢查A工藝水泵聯軸器聯接和磨損情況，加固電機基礎，檢修班組建議完成消缺工作后，2018年1月30日重新啟泵試轉，精密點檢進行跟蹤，數據采集結果如下：

圖2 A工藝水泵2018年1月30日電機軸承測點S譜

通過圖譜可以看出，電機軸承測點垂直、水平、軸向振幅分別降至1.35mm/s，0.64mm/s，1.60mm/s，數值進入正常區間內，現場噪聲、振動達到正常水平，檢修效果良好。

4 結語

以燃煤、燃氣為代表的火力機組是我國主力發電機組，在智慧電廠普及、勞動力成本不斷升高的大趨勢下，火電廠轉機設備的檢測要求及難度不斷提高。精密點檢作為一種數字化、可建設性強的設備診斷方式，能夠確保轉機設備在良好的狀態下運行，避免發生損壞性設備事故，進而提高發電設備安全可靠性和經濟效益，使火電機組在未來的發展中更具有競爭力。