對火電廠輔助設備可靠性狀態的研究

摘 要：本文以當前國內火電廠輔助設備可靠性現狀為對象，分析輔助設備的健康狀態區分方式，通過數據分析的方式，制定健康識別標準。希望能夠為火電廠輔助設備的運行可靠性管理提供保障與依據。

關鍵詞：火電廠；輔助設備；可靠性狀態

一、輔助設備可靠性研究

（一）國內外研究現狀

國外對輔助設備的研究主要采用了兩種方式。第一種性能退化分析法，第二種傳統可靠性指標實時化法。第一種方法認為系統或設備之所以會出現性能下降的問題，與其自身性能退化有很大關系。這種研究方式利用建模分析的方式測試設備性能退化對設備整體的可靠性影響。第二種方法利用系統狀態與環境作為分析要素，二者的變量與可靠性指標為對等聯系。通過檢測狀態變量與環境變量確定設備可靠性。

（二）可靠性劃分

目前業界一般采用《發電設備可靠性評價規程》（DL/T 793.2012）劃分輔助設備的可靠性。[1]我們從該規定中能夠得出，機組狀態總共包括20種，不過該規定對于輔助設備的設定卻僅僅只有6種。具體包括運行、備用、計劃停運、非計劃停運、大修、小修。[2]

（三）現階段劃分問題

一般來說我們都會為輔助設備預留一定的容量和臺數，因此在輔助設備在外界環境影響下出現輕微故障、性能下降時，并不會對機組造成過多的影響，機組仍舊能夠在此過程中穩定運行。這種狀態是無法利用現行輔助設備可靠性狀態精準描述的。[3]

事實上在輔助設備故障以后，監督系統仍舊運行的情況是非常常見的問題，這屬于設備異常情況，是設備消缺的具體體現。為了更為真實、全面的掌握輔助設備可靠性，就必須增加在輔助設備故障以后仍舊運行的描述。不同于輔助設備的無故障狀態，表達輔助設備輕微故障、一定磨損、性能下降、帶不滿出力。通過增加這類描述，以便更為精準的獲知輔助設備的實際情況與運行情況。

二、非健康輔助設備可靠性研究

（一）非健康概念

按照健康與非健康標準劃分，輔助設備的非健康指的就是在輔助設備出現異常以后，仍舊可以繼續運行的可靠性狀態。結合故障機理劃分可以將其分類為性能不足型、堵塞泄露型、摩擦卡澀型、出力不足型四種。

（二）非健康描述

1.性能不足型

在輔助設備并沒有出現明顯問題，但卻陷入了性能下降時，會表現出輸入輸出量比值變化或自身輸入量增加情況。比如風機性能或磨煤機性能因能力不足導致的電流變化、氣泵運作能力不足導致的用氣量增加、脫硫脫硝系統因性能不足導致的噴氨量增加與漿液增加等等。該問題的判斷難度非常大，需要提取參數性質和參數變化。如果出現性能下降的部位為核心部件，代表的是情況和下降型相似，唯一區別是不會影響到設備的自身功能。如果性能下降部位為輔助部件，比如葉輪頂部的間隙，代表和堵塞泄露狀態相似，該問題只會影響設備自己不會影響其他設備。

2.堵塞泄露型

暖風器、凝汽器、空預器（空氣預熱器）是非常容易陷入堵塞的部件，一旦堵塞那么這些設備與系統就會陷入性能降低的問題。比如空氣預熱器在堵塞以后，三大風機就會面臨必須增加出力的問題。而凝汽器在堵塞以后，設備與系統就會面臨循環泵必須增加出力的問題。判斷方法為根據設備泄露、堵塞程度分析。此外也可以應用堵塞對設備性能造成的影響水平判斷。比如在空氣預熱器堵塞以后，空氣預熱器的壓差就會出現比較大的變化，風壓也會獲得增加。如果設備為輕微堵塞，那么風機電耗會隨之增加。如果設備為嚴重堵塞，那么風機就會失速與出現喘振問題。此時就可以根據差壓關系判斷是否堵塞、根據風壓實際數值與設計值的偏離情況判斷是否堵塞。

3.摩擦卡澀型

如果旋轉系統或旋轉部件出現一定的故障，比如當給水泵的振動值超出了報警值但是卻低于跳閥值，此時的軸承溫度低于跳閥值超過報警值。絕大多數條件下，設備出力的能力可以達到額定的要求，不過在高負荷工作條件下陷入故障，此時需要通過降負荷的方式進一步監視。判斷方法為分析與對比設備旋轉的系統或部件參數與設計值狀態。比如風機或泵閥門卡澀、振動大、軸承溫度高等等。

三、輔助設備非健康識別

（一）磨煤機

根據調查磨煤機最容易出現故障的問題包括風門卡澀、粉管與風環磨損、磨盤、磨輥、管板結堵塞、減速箱變形、石子煤刮板變形、潤滑油變質、風室結焦。其中最易出現故障的部位包括磨盤、磨輥、粉管與風環。其次則是設備自身故障。最后才是輔助系統問題。一般應用動態識別方式，根據參數值識別和判斷故障。

（二）引風機

引風機常見故障包括堵塞、松動、疲勞與卡澀。其中輔助系統發生故障幾率最高、調節系統、風機本體其次。有些時候還會出現螺栓松動一類的問題。上述問題都會影響到引風機性能。該問題同樣用動態識別參數值識別和判斷。

（三）給水泵

給水泵故障包括疲勞、斷裂、沖蝕、泄露。最常見問題就是系統，其次是本體與輔助系統。有時也會出現螺栓松動和彈簧片斷裂。如同上述兩種問題一樣同樣需要應用動態識別參數分析。

四、結語

本文詳細的描述了不同狀態情況下的輔助設備可靠性問題，并通過舉證實例的方式從磨煤機、引風機、給水泵三個角度分析了輔助設備的可靠性完整、客觀的評價方法。

參考文獻：

[1]白翎.火電廠重要輔助設備可靠性狀態識別研究[J].熱力發電，2017，46（11）：25.31.

[2]白翎，陳杭君，李石，等.火力發電廠輔助設備可靠性指標評價體系研究[J].中國電力，2017，50（09）：148.154.

[3]陳麗君.火電廠發電設備可靠性影響因素分析[D].河北工程大學，2015.

作者簡介：馬亮（1987.），男，漢族，陜西延安人，本科，助理工程師，安徽理工大學畢業，電氣工程及其自動化專業，研究方向：火電廠鍋爐、汽輪機、發電機以及火電廠運行輔助設備。