状态检修在火力发电厂汽轮机检修中的作用分析

刘二峰

摘要：汽轮机是火电厂的重要設备之一，它的运行稳定与否直关系到火电厂的生产能效。为确保汽轮机的安全、稳定、可靠运行，应重视汽轮机检修工作，并在检修中对先进的状态检修技术进行合理应用。文章从状态检修在火力发电厂汽轮机检修中的作用分析入手，论述了火力发电厂汽轮机检修中状态检修的具体应用。

关键词：火电厂;汽轮机;状态检修

1状态检修在火力发电厂汽轮机检修中的作用

火力发电厂简称为火电厂，是生产电能的重要场所之一，其在电能生产的过程中需要使用到一些可燃的物质，如煤等。汽轮机是火电厂不可或缺的设备之一，它的作用是带动发电机旋转，使机械能转换为电能。若是汽轮机本身的运行状态出现异常，则会对电能生产造成不利影响。为使汽轮机始终保持最佳状态，可在汽轮机检修过程中对状态检修进行应用。

状态检修是一项较为先进的技术，简称CBM，具体是指通过监测、诊断等技术手段，对设备的运行状态信息进行获取，以此作为主要依据，判断设备的运行状况，按设备存在的故障，对检修项目及周期进行合理安排，从而达到预期中的检修效果。在火电厂汽轮机检修中，CBM具有重要的作用，通过对汽轮机运行状态的监测，可以及时发现潜在的隐患，并将之消灭在萌芽当中，汽轮机的运行稳定性随之提升，给火电厂的正常生产提供了强有力的保障。CBM在提升汽轮机运行安全性和稳定性的同时，使汽轮机的使用寿命得以延长，维修成本大幅度降低，为火电厂节约了大量的资金，经济效益显著提高。汽轮机作为火电厂电能生产中的关键设备，与供电效率和质量具有非常密切的关联，CBM的运用，降低了汽轮机的故障几率，随着故障的减少，汽轮机的停机时间也随之减少，可以生产出更多的电能，确保了供电可靠性^[1]。

2火力发电厂汽轮机检修状态检修的具体应用

2.1汽轮机振动监测与诊断

2.1.1振动监测

在汽轮机检修中，可以应用CBM对轴系振动进行监测和诊断。汽轮机的轴系归属于旋转设备的范畴，而此类设备在振动强度超过一定限值时会出现损坏的现象。汽轮机组本身的状态信息有很大一部分包含在振动信号当中，汽轮机状态的改变，会导致振动形态发生相应的变化。通过对汽轮机组的振动状态进行监测，并对监测到的信号进行分析，能够从中提取出反映汽轮机运行状态的信息，依据这部分信息可以判断汽轮机是否存在故障问题。对汽轮机轴系的振动状态进行监测时，可以运用振动监测系统，该系统由传感器与分析程序两个部分组成，能够获取到相对比较全面的汽轮机轴系振动信息。如，幅值、频率、相位、振动波形及趋势等等，利用这些信息，可对引起振动的具体原因进行判断，从而对整个事故的发生过程进行分析。

2.1.2故障诊断

汽轮机组振动故障的诊断方法有两种，一种在线诊断，另一种是离线诊断。

①在线诊断。该方法是对处于运行状态下的汽轮机组振动故障原因进行初步诊断，以便现场的工作人员能够针对故障进行纠正性操作，从而达到消除故障或是避免故障问题进一步扩大的目的^[2]。由于汽轮机组在火电厂生产中所具有的重要性，所以对它的故障诊断在时间上要求较高。为此，必须通过计算机系统来实现故障自动诊断，以此来缩短诊断时间。在线诊断系统的核心为专家知识库，其中存储着大量的专家经验，能够保证诊断结果的准确性。

②离线诊断。该诊断方法的主要是为消除汽轮机的振动故障，由于对振动时间的要求有所降低，故此可将现场采集到的汽轮机振动信号以及相关数据带离现场，在有条件的场所内进行全面分析和模拟试验，找出引起振动故障的原因，并给出针对性的处理方法，以此来消除故障问题，使汽轮机恢复正常的运行状态。

2.2汽轮机油液状态检测

相关调查统计结果显示，导致火电厂停产的故障中，有20%左右与汽轮机故障有关，在这20%的故障中，很大一部分与润滑有关，如果油液出现问题，那么极有可能引起汽轮机故障，进而造成火电厂停产。所以在汽轮机检修中，应当对油液状态进行全面检测。

2.2.1油液黏度检测

对于具有润滑效果的油液而言，黏度是关键指标之一，国际上是按照黏度等级对润滑油的牌号进行划分，不同的设备需要相应黏度等级的润滑油，若是黏度低于设备要求，则会造成磨损，而黏度过高，会对汽轮机叶片、轴承等部件的转动性能造成不利影响，进而引起异常振动。因此，在对汽轮机组油液状态进行检测时，应当将黏度作为重点。根据现行规范标准的规定要求，火电厂汽轮机油液的黏度应当每3个月检测一次，当汽轮机所处的运行环境较为恶劣时，可以适当缩短油液黏度检测周期。当黏度变化超出新油黏度±5%时，说明黏度出现问题，需要进行处理。

2.2.2抗氧化性能检测

在高温、金属催化以及有水的情况下，汽轮机油会发生氧化反应，由此会导致油液本身的性能下降或消失。因此，需要对汽轮机油的抗氧化性能进行检测。由于此项检测耗时较长，故此无法在火电厂现场进行。

2.2.3酸值检测

当汽轮机油氧化变质或是受到污染时，油液本身的酸值便会升高。由于氧化变质会产生一定的酸性物质，所以通过对汽轮机油酸值的检测，能够如实反映出油液的品质^[3]。通过对油液劣化过程中酸性物质产生的数量进行测定，能够判定出油液的劣化程度，即酸值越高，油液品质的劣化情况越严重。汽轮机油酸值检测可以采用电位滴定法，每隔3个月应当检测一次，具体的检测操作要求参照ASTM D664-18标准。

2.3叶片应力与机组状态检测

2.3.1叶片应力检测

在引起火电厂汽轮机非计划停机的各种原因中，叶片故障是关键性因素，由于叶片是汽轮机中相对比较脆弱的部件，所以它的损坏几率非常大。因此，汽轮机检修中应当叶片的应力状态进行检测，从而全面了解并掌握叶片的实际状况，分析故障的成因。业内一些专家学者经过不断研究，开发出能够预估汽轮机叶片使用寿命的软件，通过分析叶片的运行数据，结合热弹性力学原理，可对转子断裂时产生的应力进行准确预估，由此能够计算出转子的使用年限，为机组负荷分析提供了可靠依据。

2.3.2机组状态检测

通过对汽轮机组的运行状态进行检测，能够了解机组当前所处的运行情况，找出其中的隐患问题并加以消除，由此能够最大限度地发挥出汽轮机组的整体性能。同时机组状态检测还能发现一定的运行规律，根据这个规律，可以使汽轮机的运行经济性获得进一步提升。不仅如此，汽轮机组作为一个大型系统，它的波动变化及状态，与汽轮机本身的运行密切相关，所以对机组状态进行检测，可以避免汽轮机出现严重的故障。

3结论

综上所述，汽轮机作为火电厂的重要设备之一，在对其进行检修时，可以应用状态检修技术，及时消除各种潜在的故障隐患，以此来提高检修效果，降低汽轮机的故障几率，延长设备使用寿命。

参考文献

[1]史进渊.基于设计寿命的汽轮机检修周期优化方法的研究[J].动力工程学报，2020（7）：530-539.

[2]沙金， 唐巍， 王林松.汽轮机检修中螺栓损坏原因分析及维修策略[J].中国设备工程，2019（3）：64-65.

[3]赵大超.基于电力设备状态检修和运维一体化技术研究[J].中国设备工程，2020（9）：66-67.