淺談關(guān)于汽輪機(jī)故障中模糊診斷的應(yīng)用

李玉東

石油化工工業(yè)汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性在很大程度上依賴于其運(yùn)行安全，通過診斷技術(shù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和信號(hào)處理，可以防止事故和故障的發(fā)生，或者在很大程度上得以減少。正確的診斷結(jié)論并非輕而易舉，必須有豐富的經(jīng)驗(yàn)和相應(yīng)的理論知識(shí)修養(yǎng)。用以解決診斷中許多生產(chǎn)的不確切的問題。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)? 汽輪機(jī)運(yùn)行? 安全監(jiān)控

1：操控人員監(jiān)視工作

操控人員監(jiān)視工作是以運(yùn)行值的微小變化速度來判斷和消除不正確狀態(tài)。操控人員采用工藝控制措施，用自控或手控的方法限速或停機(jī)，以防止事故的發(fā)生或擴(kuò)大，在整個(gè)過程中起到極其重要的作用。

2：轉(zhuǎn)子惰走時(shí)間

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的惰走時(shí)間可以判斷汽輪機(jī)本體，動(dòng)、靜部件工況的一個(gè)參考運(yùn)行值。在每臺(tái)設(shè)備說明書中應(yīng)有記錄正常條件下的惰走時(shí)間。在其他條件相同的情況下，惰走時(shí)間的縮短考慮可能是滑動(dòng)軸承磨損或汽輪機(jī)動(dòng)靜部分發(fā)生摩擦;如果惰走時(shí)間顯著增加，則說明新蒸汽管道、閥門或抽汽逆止門不嚴(yán)，致使有壓力蒸汽漏入汽缸。此外當(dāng)頂軸油泵起動(dòng)過早，凝汽器真空較高時(shí)，惰走情況也會(huì)提高。

3：機(jī)組超速保護(hù)裝置

機(jī)組電子超速庇護(hù)裝置是設(shè)在額定轉(zhuǎn)速的110%，并通過自身安裝的轉(zhuǎn)速探頭檢測(cè)到汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，通過AST電磁閥失電作用，來實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)超速庇護(hù)。機(jī)械式超速保護(hù)裝置（危急遮斷器、危急遮斷油門組合體）的任務(wù)是在汽輪機(jī)達(dá)到轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速的110-112%時(shí)危險(xiǎn)的超速之前超速，保護(hù)裝置動(dòng)作。以上兩種形式通過控制速關(guān)閥、調(diào)節(jié)汽閥的快關(guān)附件的快速動(dòng)作而使汽輪機(jī)緊急停機(jī)。

4：工作蒸汽溫度

蒸汽通流部分長(zhǎng)期處于非正常溫度的影響下：汽輪機(jī)焓降增加，機(jī)組效率提高，但超溫幅度或累計(jì)時(shí)長(zhǎng)超標(biāo)，會(huì)造成汽輪機(jī)設(shè)備（汽機(jī)本體及管道、閥門等部件）金屬材料的蠕變加速、機(jī)械強(qiáng)度降低，引起設(shè)備的損壞和縮短汽缸、轉(zhuǎn)子、速關(guān)閥等使用壽命。另外，進(jìn)汽機(jī)構(gòu)導(dǎo)向部分的表面會(huì)因超溫變形，同樣也會(huì)使閥桿彎曲，引起間隙減小和閥桿卡澀。汽輪機(jī)焓降減小，降低機(jī)組循環(huán)熱效率，使汽輪機(jī)最后幾級(jí)的濕度增加，造成葉片侵蝕，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生水沖擊現(xiàn)象。主汽溫急劇下降將產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形，威脅機(jī)組安全生產(chǎn)。

在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，我們還應(yīng)注意：

4.1在供汽時(shí)要使蒸汽溫度比飽和溫度至少高50℃，在高壓的情況下，過熱溫度要選的高一點(diǎn)。短時(shí)間停機(jī)，機(jī)組還沒有冷卻的情況下可以熱啟動(dòng)。

4.2汽輪機(jī)啟動(dòng)或穩(wěn)定運(yùn)行中，由于蒸汽溫度的變化，可能使在不同壁厚處的熱應(yīng)力或膨脹值達(dá)到汽缸溫差的極限值，這樣就必須通過穩(wěn)定蒸汽溫度來消除對(duì)機(jī)組的影響。

4.3充分暖機(jī)。稍開蒸汽隔離總閥，使蒸汽管內(nèi)壓力維持在0.25MPa左右，加熱管道，溫升速度5-10℃/min;管內(nèi)壁溫度達(dá)130-140℃，以0.25MPa/min速度提升管內(nèi)壓力，使之升到規(guī)定數(shù)值。偶然在暖機(jī)升速過程當(dāng)中，若是汽缸本體疏水調(diào)理不妥也會(huì)影響到脹差，所以，開機(jī)過程中應(yīng)當(dāng)時(shí)刻控制汽缸本體疏水情況。

5：監(jiān)控機(jī)組啟動(dòng)時(shí)相對(duì)膨脹變化

汽輪機(jī)在啟停過程當(dāng)中，轉(zhuǎn)子與汽缸的熱交換條件不均勻。因此，造成它們?cè)谳S向的膨脹也不一致，即呈現(xiàn)相對(duì)膨脹。相對(duì)于膨脹的大小表現(xiàn)了汽輪機(jī)軸向動(dòng)靜部分間隙的變化情況。監(jiān)督膨脹量是機(jī)組啟停當(dāng)中的一項(xiàng)重要任務(wù)。為預(yù)防軸向間隙變化而使動(dòng)靜部分發(fā)生摩擦，不但應(yīng)對(duì)膨脹量情況進(jìn)行必要的監(jiān)視，并且膨脹量對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行影響，我們應(yīng)該有足夠的認(rèn)知。

我們認(rèn)定受熱后汽缸是從“死點(diǎn)”（汽輪機(jī)后軸承座）向前軸承座方向膨脹的，所以，相對(duì)膨脹的信號(hào)發(fā)生器一般安裝在汽缸相對(duì)于“死點(diǎn)”位置的前軸承箱座上。

6：監(jiān)控軸瓦溫度變化

對(duì)于汽輪機(jī)軸承巴氏合金溫度的測(cè)量是一種最精確的監(jiān)控方法。溫度傳感器被埋在潤(rùn)滑間隙最窄部位的巴氏合金表面底下約2㎜處進(jìn)行測(cè)量。軸承的工作情況主要依據(jù)軸承溫度、軸承回油溫度、軸承振動(dòng)、軸系的穩(wěn)定性等來權(quán)衡。

6.1軸瓦巴氏合金工作面有脫落、磨損現(xiàn)象都會(huì)破壞油膜穩(wěn)定性，軸頸潤(rùn)滑不均勻會(huì)致使軸頸與軸瓦局部磨擦增大，軸瓦溫度升高。

6.2汽缸熱量輻射影響。改造隔熱盤為氮?dú)饫鋮s回流式，從而解決汽缸熱量直接輻射軸瓦，導(dǎo)致軸承溫度升高。6.3軸瓦載荷分派不均、轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡。對(duì)動(dòng)壓式滑動(dòng)軸承，假如軸承負(fù)荷過輕，軸承油膜過厚，油膜失穩(wěn)而產(chǎn)生油膜振蕩;假如軸承負(fù)荷太重，油膜輕易破裂而發(fā)生軸瓦和軸頸局部干摩擦而使軸瓦溫度升高。

6.4控制潤(rùn)滑油進(jìn)油量和溫度。若是軸瓦進(jìn)油量太少、排油不順暢或進(jìn)油溫度高，就會(huì)致使軸瓦溫度偏高。6.5軸承損壞時(shí)，軸承溫度會(huì)急劇急速增加，實(shí)際上溫度增加常常僅持續(xù)一個(gè)有限的時(shí)間，發(fā)生損壞之后的軸承溫度又重新下降。所以發(fā)生任何超出范圍的大幅度變化之后，至少檢查潤(rùn)滑油系統(tǒng)的濾網(wǎng)，是否有損壞的巴氏合金顆粒。6.6軸瓦間隙控制不當(dāng)。軸瓦與軸頂部間隙太小，機(jī)組高速旋轉(zhuǎn)過程當(dāng)中緊力大，油膜受到破壞，致使軸頸與軸瓦烏金表面發(fā)生干摩損，造成軸瓦溫度升高。6.7溫度測(cè)量反饋虛假值。比方溫度測(cè)量元件破壞DCS趨勢(shì)瞬間出現(xiàn)峰值或波谷、溫度體系受外界電信號(hào)滋擾等，同樣會(huì)使測(cè)溫產(chǎn)生偏差。

7：結(jié)束語(yǔ)

綜合以上診斷設(shè)備故障狀態(tài)存在許多不確定的模糊結(jié)論，這是故障原因和癥狀沒有明確的規(guī)律可循，診斷時(shí)應(yīng)將主次因素信息采集和儲(chǔ)存，像醫(yī)生治病需要病歷一樣，把當(dāng)前狀態(tài)與歷史比較，從而作出故障原因的分析。