摘要:如今,汽轮机广泛运用与发电厂中,越来越成为发电厂不可或缺的机器,而传统的汽轮机维修方法逐渐不能满足现代发电厂的需求。状态检修快速、准确和全面的特点使之成为汽轮机维修方法的主流,这种技术不但能够检查和处理汽轮机出现的问题,还能有效的预防以后有可能出现的问题。本文从状态检修的理论和流程出发,主要探讨状态检修在汽轮机检修中的应用。
关键词:汽轮机检修;状态检修;应用
引言
随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高,发电厂也需要与时俱进,不断的更新和发展工作机器和检修方法,才能满足人们日益增长的需求。汽轮机是发电厂不可或缺的重要组成部分,一旦汽轮机出现问题,影响的使整个发电厂的工作效率,进一步会影响居民的日常生活,而传统的汽轮机检修方法比如定期检查法效率低下,不利于发电厂的正常工作,所以更高效的状态检修法逐渐成为主流。
一、汽轮机的运行原理
汽轮机进行能量转换的基本单元称为汽轮机的级,汽轮机的级由一列喷嘴叶珊和其后相邻的一列动叶栅构成。只有一列喷嘴和一列动叶栅组成的则为单级汽轮机,由两个或两个以上的单级串联起来的汽轮机则为多级汽轮机。蒸汽汽轮机能量的转换过程,首先是将蒸汽的热能在喷嘴叶珊中转换成蒸汽所具有的动能,然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转化成轴所输出的机械功。
二、状态检修原理
汽轮机在工作时不发出不同的工作信号,正常工作时信号十分稳定,而一旦出现故障,总会发出或多或少不同的信号,而对这些信号进行不断检测,就是状态检修的根本原理。汽轮机在发生故障时往往不是由于短时的缘故,很有可能是早期一些小的故障,然后长年累月的积累,最后才导致的大故障,打的故障一旦发生就很难在短期修好,影响的会是整个发电厂的工作状态,但是小的故障虽然很容易修好,却很难被发现,因为机器在发生小故障时并不会影响机器的正常工作,所以,在检修小故障时就能应用状态检修,就可以在正常工作的机器中察觉到微小的故障信号,及时的解决问题,有效的防止故障的进一步扩大。状态检修发的关键就是对机器发出的各种信号进行识别、分类和排查,用信号来检测机器的故障点,尽早发现问题所在,有效的节约维修成本,有利于提升发电厂的工作效率,更好的满足居民的需求。
三、状态检修流程
1.状态检测
这是状态检修法的基本,可以有效的收集和检查汽轮机在工作中或者在闲置时的状态信号。信号的采集要借助计算机的帮助,对采集的信号通过计算机处理生成相关数据以备检测。计算机把检测到的信号分为两类,一类是在汽轮机工作是采集的在线数据,一类是汽轮机闲置时的离线数据,两类数据综合检测可以很好的反应机器的工作状态和整体情况,有助于故障的检测工作。
2.处理状态信息
我们利用计算机技术不仅要对汽轮机发出的信号进行了采集和整理,还要用计算机对采集的信号进行信息处理,才能将机器信号变为工作人员能够理解的波形。一开始收集的信号大都是离散信号,并且伴有噪声,需要通过计算机进行一系列的信息处理,比如时域和频域分析、傅立叶变换、加窗函数、去除白噪声等,最后连接示波器等仪器输出波形,才能更准确、更直观的让检修人员发现和处理问题。
3.诊断故障
如果检修人员要对处理后的信号进行一一对比,显然费时费力,工作效率很低,所以我们可以借助专家诊断系统对处理后的信号进行智能化检测和分析,对有用信号进行提取,排除无用信号,高效又准确的找到汽轮机的故障点,及时的处理问题。系统中还有大量的数据库,而且可以不断录入新的数据,不断更新故障信息,有利于状态检修法的与时俱进,也有助于提高工作效率和工作稳定性。
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四、状态检修的应用
1.油液污染检测
对汽轮机油液进行检测可以间接的检测汽轮机的工作状态,因为油液对汽轮机是十分重要的组成部分,一旦油液有异样信号发出,基本就可以确定汽轮机的发生故障,而这种故障一般是由于过度磨损而产生的。检测人员可以通过对油液中不同成分的检查进而确定汽轮机出现的或隐藏的故障,这种检测是建立在状态检修法上的,是状态检修法一个重要的应用。
2.汽轮机的性能检测
汽轮机的工作性能可以通过它在工作时发出的状态信号来进行判断,而状态检修法正是对机器发出的信号进行处理和分析,所以这一方法不仅可以用于汽轮机的故障检测,也可以用于评定一个汽轮机的性能指标,当然,性能的好坏也可以反应汽轮机的工作状态,检修人员也可以通过对汽轮机性能指标的分析来检查机器工作时可能出现的故障。汽轮机的性能指标可以给发电厂提供购买参考,有助于节约成本,也有利于提高工作效率。
3.振动检测
汽轮机工作时机器的振动频率和振动幅度是一个重要信号,也是最容易进行检测的信号。一般情况下,汽轮机在进行工作时一旦存在故障,机器的振动信号就会发生较大改变,当然,就算是很小的改变也足以反应机器所存在的问题。对机器工作时的信号进行检测,可以快速的察觉并检查出机器故障所在,并将采集的数据进行处理。在专家诊断系统中,含有大量的振动信息数据,检修人员通过将得到的振动信息导入系统中,可以快速找到故障和解决方法,有效的提高了工作效率。随着运用的增加和方法的不断更新,这种通过检测振动信号来对机器整体进行检修的技术已经越来越成熟,应用也越来越广泛,已经逐渐成为汽轮机检修的主要方法。
4.叶片应力检测
汽轮机的叶片是其最重要也是最脆弱的部分,一旦叶片出现故障,不仅会影响整个汽轮机的工作状态,还有可能对工作人员的人身安全产生威胁,所以,叶片的故障检修显得尤为重要。在进行叶片检修时,我们可以借助国外方法,用评估软件对叶片的实际工作寿命进行预测,可以通过软件分析来检测叶片的物理特性,也可以对叶片在工作中或闲置中发出的信号参数进行评定,其中用到了断裂学和弹性力学的相关知识,能够较为准确且快速的预测叶片的使用寿命,对叶片和汽轮机的整体工作情况都能进行有效评估。只有保证汽轮机工作在叶片使用寿命期限内,才能保障机器的安全运行。
5.声发射检测
虽然振动检测可以发现细小故障,但是有些小故障只通过振动检测很难进行评定,这时就要用到声发射检测技术。在汽轮机的使用过程中不可避免的会发生器件的磨损和老化问题,再加上油液长时间的腐蚀作用,有些零件很容易就会损毁。声发射检测技术能够迅速的检查出零件损坏,并能准确判断损坏零件的位置,有效提高工作效率,而且,它还可以和振动检测技术相结合,更加准确的判断和预测故障点。比如管束如果发生裂缝现象,很多高压流体会快速喷出,进而产生振动和声音异常,这时就可以通过振动检测技术和声发射检测技术的结合,准确而高效的对故障进行确定和维修。
总结:
状态检修法相对于传统的检修方法显得更为科学和系统,而且不仅能够更加高效和准确的进行故障诊断,还能有效的预防汽轮机在未来有可能出现的问题。本文首先简要介绍了状态检修的基本理论和流程,然后重点探究了状态检修技术在汽轮机检修中的实际应用,包括油液污染检测、性能检测、振动检测、叶片应力检测和声发射检测,相信通过检修技术的不断发展,状态检修技术会应用的更加广泛。
参考文献:
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论文作者:刘洪亮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
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