基于状态检修的汽轮机检修研究

侯伯男

摘要：随着检修技术的不断发展，基于运行状态下的检修技术已经成为未来的发展方向，并已经在汽轮检修方面进行了试验应用。本文研究的重点就是结合状态检修的工作原理，分析了这种技术的组成，最后针对汽轮机的常用状态监测技术进行了阐述。

关键词：状态监测;检修;汽轮机

1.状态检修基本工作原理

通常情况下设备从正常的运行状态下进入故障状态并不是一蹴而就的，在状态信号方面会有一个逐步变化的过程，也就是说设备故障基本上都会一定的先兆，那么通过观测这些先兆，就能够尽早的发现潜在的故障隐患以及定位故障，这样无疑能够降低维修成本。也正是因为这些特征信号的存在，才能够让状态检修技术有了用武之地。所谓状态检修主要指的是根据设备运行的健康信号来进行判断设备故障情况，从而科学的制定检修方案以及采用正确的检修方法。状态检修的核心就是发现隐藏的故障点，做到提前预防，在必要时才会进行针对性的检修，避免设备产生更为严重的损坏或者故障。

对于汽轮机的状态检修来说，主要是通过检测汽轮机在正常运行下的参数差异，判断汽轮机可能会发生的故障，然后再及时的进行检修，从而规避故障问题的扩大风险。和传统检修模式相比，汽轮机的状态检修的优势主要体现在下面几个方面：（1）节省检修维护成本。（2）延长寿命。（3）提升效率和可靠性。

2.状态检修的构成分析

2.1 状态监测

状态监测的核心内容就是收集设备运行的各种参数和信号传输数据，其数据内容包括了在线和离线两个方面的数据，汽轮机在火力发电厂的故障比率相对较高，目前我国在这方面的应用也已经取得了一定的成功，同时国内有关科研院所也成功的开发了汽轮机的状态监测系统，其中汽轮机的振动监测和故障诊断系统应用比较成熟。

2.2 状态信息分析系统

通常设备的状态信息都是一种离散模式，因此需要通过信息处理系统对这些检测到的离散数据进行分析，从而提取设备可能出现的故障状态，从而为状态维修提供重要的指导。这种分析技术主要包括频域、时域以及函数特性等分析方法，同时结合傅里叶变换等线性分析技术对信号进行系统处理。然后就能够通过示波器来展现这些波形形状，从而有助于检修人员判断识别。

2.3故障诊断专家系统分析

当设备安装了状态监测系统之后，这时候设备的运行状态参数就能够录入到数据库系统中，然后在这个前提下构建故障专家诊断系统，对这些状态数据进行诊断分析，从而对数据库中的数据进行提取，并能够获得状态信号的先兆量，这样就能够有效的帮助检修人员获得设备故障原因以及故障性质等详细信息，因此具有极强的指导性。故障诊断专家系统主要有知识库、智能机以及动态数据库等构成，然后基于神经网络系统下的系统软件来进行智能分析和诊断。

2.4状态检修工作站

这种工作站主要是对收集的数据进行综合处理，并根据专家系统综合分析设备的运行状况，然后给出设备未来的发展趋势，如果存在故障的可能就会提出检修建议。工作站能够自动生成汽轮机组的状态报告，并能够根据设备的运行和检修的切入点分析具体的经济指标，从而为设备的检修提供最佳的方案和决策，通常这种状态检修工作站既能够放在火力发电厂，也能够放在某个具体的诊断中心，并有技术人员进行集中分析。

3.汽轮机应用状态监测的主要技术分析

3.1振动监测技术分析

如果设备存在故障，那么振动规律就会出现改变，汽轮机在运行时，振动信号的信息相对较多，那么以振动信号作为状态监测的重要参数就显得极为重要。对于汽轮机组的故障诊断，主要结合机组信号检测和线性数学等方法获取相应故障信息。目前汽轮机振动监测技术已经相对成熟，能够对汽轮机的振幅和相位进行全面检测，同时对于不同的振动信号能够给出具体的原因，然后并提出具体的故障原因和检测方法。

3.2 油液污染监测技术分析

汽轮机运行过程中，油液就类似人类的血液，是一个非常重要的载体，因此分析油液的状态就能够有效的获得汽轮机的健康状态。如果汽轮机磨损严重，那么油液中的污染物就会增多，那么分析这些污染物的成分就能够得知汽轮机的那些部位出现较为严重的磨损，从而获得相应的故障信息。

3.3声发射监测技术

由于汽轮机中的各种管束，在不同环境下长时间工作容易出现老化，再加上油液的腐蚀作用，也容易让这些部位出现裂纹。然而这些裂纹在出现之前，金属中的晶体结构就会产生一些微弱的变化，而这种变化通过声发射监测技术就能够有效监测出来，这样就能够实现管束等汽轮机内部的零部件的状态监测。而且声发射技术还能够准确定位裂纹位置，因为当金属出现裂纹或者开裂时，就会产生大量应变能，并且高压流体开始从裂缝之处向外喷射，这种喷射在汽轮机内部就会产生激荡和摩擦，于是就会出现声发射波，最后被监测设备检测并通过具体的数学运算就能够指出裂缝的位置。这种技术主要涉及到的参数包括了信号幅度和分布情况，以及频谱和波形等。通常应用在汽轮机的动静部件以及轴承等部分的状态监测。

3.4叶片和转子应力的状态监测技术

汽轮机一个严重的故障就是叶片故障，国外在这方面的研究则相对成熟，能够通过评估软件对叶片的使用寿命进行状态评估。这个软件主要针对叶片的尺寸数据和叶片在静态和动态下的应力进行检测并分析来实现寿命评估。转子应力评估技术则依据的是弹性应力原理以及断裂学原理来分析处理，从而推算汽轮机的转子使用寿命。

3.5阀门监测技术

这种技术主要是通过安装在阀门上的应变计来检测阀门的应力变化，从而分析阀门是否存在磨损或者润滑不足等故障。

3.6马达监测技术

这种技术主要诊断的是汽轮机转子模块的相关电气故障，针对电机电流以及振动频谱等参数进行监测。

3.7汽轮机性能监测技术

应用这种技术就是为了分析汽轮机运行的性能变化，因为性能的变化从某种意义上来说，就是汽轮机的健康变化。由此可见，汽轮机的部分故障就能够反映到汽轮机性能上，所以通过检测汽轮机的性能状态，就能够有助于检修人员获得故障可能性。性能检测的主要参数包括了汽轮机转速变化、热耗变化以及功率变化等。

参考文献：

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[3]陈海云.浅析新技术在电气设备状态检修中的应用[J].神州.2013（11）.