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火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断

2019-10-14陈振峰

山东工业技术 2019年4期
关键词:故障判断火力发电厂

陈振峰

摘 要:火力发电厂一直是负责我国电能供应的主要领域,直接关系着人们的生活用电与工业用电。汽轮机组是火力发电厂内的关键设备,一旦火力发电厂内的汽轮机组异常,将会影响电厂的运行与安全。本文首先分析了相关实例,同时阐述了火力发电厂大型汽轮机振动异常原因,最后总结了火力发电厂大型汽轮机故障判断,旨在力推动火力发电厂得到更好的发展提供参考性意见。

关键词:火力发电厂;大型汽轮机;振动异常;故障判断

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.158

火力发电厂中,汽轮机本身结构比较复杂,需要面对各类特殊的环境,且运转时间较长,一旦异常振动,将会导致各类故障问题的出现[1]。就实际情况而言,若无法精准判断故障点、排除故障,将难以保持机组的稳定运行。

1 实例分析

以笔者所在的火力发电厂为例,在前几年投入了一组300MW的汽轮机。汽轮机组运行了一段时间后,会出现异常跳闸的现象,且跳闸频率较高,导致机组时常出现停运、停机的现象,难以保障机组的稳定运行。技术人员通过判断汽轮机组的故障,发现存在异常情况主要是因为振动异常。

考虑汽轮机组运行环境的特殊,在受到外界因素影响(热胀冷缩)后,部分零部件会出现膨胀差值。技术人员借助这些差值,调整保护逻辑,在一定时间内可缓解异常情况。但近段时间,汽轮机组又开始出现故障现象,严重影响着汽轮机组的稳定运行,无法保障火力发电厂运行的安全性与可靠性。

2 火力发电厂大型汽轮机振动异常分析

2.1 油膜振荡

火力发电厂在其运行中,一旦膜汽轮机组转子旋转加速,会影响其运行质量。一旦转子失去均衡性,将会导致油膜振荡异常,使得大型汽轮机组出现异常情况。就实际情况而言,若轴线涡动频率加速,且速度与转子均衡,将会增加涡动效果,大型汽轮机组会出现剧烈震荡。

2.2 气流激振

火力发电厂运行时间较长,各类机组需要长时间、超负荷运行,短时间内轴振会加速。此时,采取降低运行负荷,振动也会相应的减速[2]。在不均衡气流冲击的影响下,汽轮机组叶片在气流激振影响下,汽轮机组本身体积与设备数值的差异,会导致气体在叶片内的膨胀,将会导致流道混乱,使得汽轮机组出现异常振动现象。

2.3 转子变形

笔者通过深入分析,大型汽轮机组异常振动案例,发现由转子异常振动引发的故障次数较多。汽轮机组工作环境比较复杂,即便是正常工作状态下,也无法保障转子的有效切合,及时避免机组异常振动,影响火力发电厂的运行。加之机组长时间处于超负荷工作状态,受到各类因素的影响,摩擦力的影響,将会导致机组热量增加。随着运行时间的增加,转子的材质会受到影响,使得变形问题出现,导致振动异常。

2.4 摩擦振动

汽轮机组一旦运行时间增加,将会导致机组温度增加,使得材质发生变化,且会出现弯曲、变形等故障。在受到不均衡力的影响下,工频属于信号主频,转子会受到冲击力的影响,导致其他频存在,一般包括:高频分量、倍频等。汽轮机组出现摩擦,幅值与相位会出现波动,受到各类因素的影响,随着运行时间的持续,将会导致波动延长,使得汽轮机组长时间处于摩擦状态,在相位与幅值不变动的情况下[3]。

汽轮机组若短时间内出现大幅度降速,转子停止运行后还出现相应的晃动,则会导致汽轮机组出现异常故障,影响其运行。

3 火力发电厂大型汽轮机故障判断

参照相关资料,依据上述火力发电厂大型汽轮机异常情况,结合汽轮机组的实际运行,火力发电厂的运行需求,火力发电厂大型汽轮机故障判断主要如下。

3.1 频谱分析诊断

当前,火力发电厂技术人员普遍应用频谱分析诊断,这类诊断技术可直接诊断汽轮机故障,直接将振动频率反映出来,明确功率分布情况。技术人员借助各类专业的频谱检测仪器,能够实现幅值谱的直接观察。应用这类故障分析法,可深入分析各类信号频谱,明确其中的成分,为技术人员震源识别提供技术支撑。汽轮机在运行过程中,各个零部件均会产生振动,并生成不同的震动频率。在运行过程中,若转子出现故障,将难以与其他零部件形成有效配合,无法保障转子的稳定性。汽轮与叶片之间会产生相应的气流频率[4]。若气流相互冲击,将会导致汽轮机受损,出现异常振动,应用频谱分析诊断方式,深入分析各类频谱的特征,以此开展故障诊断。若频谱仪显示的是汽轮机内的谐波,其代表的故障点为零件、部件松动。一旦汽轮机组的频率增加,则代表汽轮机组存在问题,一般为设备摩擦、气流问题。

3.2 故障信号处理

火力发电厂机组设备出现故障(异常振动)前,会发出一些信号,技术人员只要深入分析这些信号,就可在故障出现前,锁定故障位置,解决故障问题,完善故障诊断工作。故障信号处理,可强化全息谱分析法、小波变化分析法的应用,实时普及各类信号,精准分析细节。与此同时,在故障分析过程中,技术人员借助相应的设备,能够实现某一时段信号频率的分析,提取出故障部分,且将对应的频率信号提取出来,深入分析时间基数与频率基数,以此有效处理汽轮机的故障信号。

4 结束语

综上所述,火力发电厂需要长时间的运营,使得其中设备易发故障,其中汽轮机故障最为普遍。比如:转子变形、摩擦震动等,一旦出现故障,将会影响火力发电厂的稳定运行。技术人员需要采取相应的方式,精准判断火力发电厂的运行状态,在出现突发事件与故障的情况下,及时解决,以此为火力发电厂机械设备、汽轮机组的稳定运行,以此保障发电质量,推动火力发电厂得到更好的发展。

参考文献:

[1]李健民.火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断的研究[J].科技创新与应用,2017,07(32):170+172.

[2]黄永亮,张晓旭.对火力发电厂汽轮机振动异常的分析及其故障判断[J].黑龙江科学,2017,8(17):46-47.

[3]徐誉玮.火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断[J].现代制造技术与装备,2017,13(07):119-120+128.

[4]李振宇.火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断[J].电子测试,2016,18(12):243-244.

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