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多種類(lèi)潤(rùn)滑油狀態(tài)

智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

一、摘要

    主要針對(duì)火力發(fā)電企業(yè)現(xiàn)行運(yùn)維體制進(jìn)行解析，獲取影響電力行業(yè)裝備運(yùn)維整體水平關(guān)鍵因素，運(yùn)用摩擦學(xué)多信息融合技術(shù)，研制相應(yīng)的汽輪機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)獲取終端，采用多信源交互的綜合數(shù)據(jù)處理模式，終建立動(dòng)態(tài)的智能體運(yùn)維系統(tǒng)。本項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)獲取端取樣方式采用原位無(wú)損智能取樣方式，數(shù)據(jù)源采用同行業(yè)多跨度多運(yùn)行工況動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)處理采用多信息融合技術(shù)，建立基于模糊集理論推理的數(shù)據(jù)模型。在保障汽輪機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)視情動(dòng)態(tài)運(yùn)維模式，提高發(fā)電廠設(shè)備管理效率與質(zhì)量，對(duì)于發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升產(chǎn)生積極的影響。

二、技術(shù)背景

2.1火電行業(yè)當(dāng)前狀況

    目前，對(duì)火電具有取代作用的電能包括水電、核電、風(fēng)電、光伏以及其他的發(fā)電方式。但是目前來(lái)看，由于新能源的開(kāi)發(fā)受到技術(shù)和資源的限制，新能源發(fā)電成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于火電，另外考慮到光伏、風(fēng)電、水電等受到時(shí)間、季節(jié)、電荷不穩(wěn)等諸多限制，以及目前電網(wǎng)接納能力不足、系統(tǒng)調(diào)峰能力不足等因素，火電仍是電網(wǎng)公司保證電荷穩(wěn)定的優(yōu)先選擇。因此，預(yù)計(jì)短期內(nèi)火電依然會(huì)是我國(guó)重要的電力來(lái)源。

2.2汽機(jī)磨損摩擦事故案例

    隨著電力技術(shù)不斷革新，發(fā)電設(shè)備的質(zhì)量、可靠性不斷提高，汽輪機(jī)在不斷革新改進(jìn)過(guò)程中越來(lái)越復(fù)雜、精細(xì)，對(duì)其設(shè)備運(yùn)維的技術(shù)需求也越來(lái)越多元化，而目前設(shè)備運(yùn)維的發(fā)展卻止于幾十年前，雖然有些零星的新技術(shù)手段開(kāi)始進(jìn)行運(yùn)用，但是有關(guān)于摩擦相關(guān)的動(dòng)態(tài)技術(shù)應(yīng)用也相對(duì)較少，在電力行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中造成了各種損失和嚴(yán)重的生產(chǎn)事故：

案例1

●2004年2月19日凌晨2點(diǎn)10分，#3機(jī)組汽輪機(jī)#2軸承溫度開(kāi)始上升， 終穩(wěn)定在約70℃（其它軸承溫度均小于32℃）。停主機(jī)盤(pán)車(chē)后，該處溫度緩慢下降，再次投用盤(pán)車(chē)，該處溫度又重新回升。當(dāng)時(shí)該機(jī)組正處于沖管階段，汽輪機(jī)盤(pán)車(chē)投用，盤(pán)車(chē)啟動(dòng)前主機(jī)潤(rùn)滑油質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果為合格。檢查各頂軸油壓力

（#3-#8軸承），與盤(pán)車(chē)前期比，均無(wú)明顯異常；檢查#2軸承潤(rùn)滑油供油及回油，未見(jiàn)異常。檢查溫度測(cè)點(diǎn)，未見(jiàn)異常。

該機(jī)組沖管結(jié)束后，對(duì)#2軸承進(jìn)行翻瓦檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該處支持軸承軸瓦有明顯拉毛現(xiàn)象。疑是有異物進(jìn)入軸瓦所致，聯(lián)想到此前各潤(rùn)滑油進(jìn)油濾網(wǎng)多次被臟物堵塞，基本認(rèn)為#2軸承在盤(pán)車(chē)期間溫度緩慢上升系臟物進(jìn)入軸瓦，導(dǎo) 致軸瓦與轉(zhuǎn)子磨擦增大、發(fā)熱所致。

●   2005年6月24日下午16時(shí)50分左右，＃6汽輪機(jī)準(zhǔn)備第二次沖轉(zhuǎn)到

603r/min 進(jìn)行磨擦檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)＃7 瓦#2 金屬溫度達(dá)105℃，此時(shí)主機(jī)轉(zhuǎn)速為

402r/min，然后此點(diǎn)溫度回落；17時(shí)21分，主機(jī)轉(zhuǎn)速38r/min時(shí)，＃6瓦#2金

屬溫度到達(dá)113℃，隨后，主機(jī)轉(zhuǎn)速很快為O，投主機(jī)盤(pán)車(chē)后此兩處金屬溫度慢 慢回落，穩(wěn)定后，#6瓦、#7瓦的#2金屬溫度均比其它各瓦高4℃左右，而該處

#1金屬溫度正常。

（1）安放在主油箱中的潤(rùn)滑油回油濾網(wǎng)嚴(yán)重破碎（面積約為1/5），破碎濾網(wǎng)形成的細(xì)剛絲進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)，而潤(rùn)滑油系統(tǒng)中冷油器出口的濾網(wǎng)與其旁路在運(yùn)行時(shí)均在投用狀態(tài)；

（2）#6軸軸頸有嚴(yán)重刮痕，刮痕特征為：由頂軸油孔向兩端逐漸加重，大刮痕約為2mm寬、0.7mm深,共有17條；#6軸上瓦有輕微局部磨傷，而#6軸 下瓦拉傷情況嚴(yán)重：電機(jī)端頂軸油囊基本被磨損或被磨損的烏金填平，電機(jī)端瓦的表面烏金磨損嚴(yán)重，而汽端烏金表面有嚴(yán)重拉毛現(xiàn)象，有拉毛處附著大量的纖細(xì)剛絲。

（3）#7軸處情況與#6軸處相似，但不及#6處嚴(yán)重；檢查其它軸、瓦，均 發(fā)現(xiàn)類(lèi)似情況。

（4）對(duì)主油箱進(jìn)行清理，發(fā)現(xiàn)許多纖細(xì)剛絲、黑泥狀與顆粒狀物質(zhì)。 案例2

    某電廠300MW汽輪機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)過(guò)一次負(fù)荷急劇下降恢復(fù)正常運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)大機(jī)潤(rùn)滑油箱油位異常升高，在不到一天的時(shí)間，油箱油位升高 10cm，通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)大機(jī)油箱中潤(rùn)滑油上部浮有一層油花；汽輪機(jī)軸承油位觀察窗上部有一層油花，油色呈乳白色；油中有水后潤(rùn)滑油壓有所下降；軸瓦溫度有所上升；油凈化器疏水量增大，外掛大功率真空濾油機(jī)后才控制油位上升趨勢(shì)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著機(jī)組負(fù)荷的變動(dòng)，潤(rùn)滑油箱油位也產(chǎn)生較大波動(dòng)。

    汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)狀況良，是造成機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水的重要原因，為確保該系統(tǒng)正常運(yùn)行必須選擇足夠的軸加風(fēng)機(jī)出力、維持軸封加熱器的真空度、調(diào)整合理的軸封供汽壓力，終在調(diào)試、運(yùn)行中找到一個(gè)合理的參數(shù)區(qū)間是消除了汽輪

機(jī)軸封冒汽、解決潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水現(xiàn)象。 案例3

    天津國(guó)投北疆電廠一期 2x1000mw超超臨界抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，自2011年6月開(kāi)始運(yùn)行#2主機(jī)潤(rùn)滑油油質(zhì)出現(xiàn)水分、顆粒度超標(biāo)，造成油品產(chǎn)生 乳化，乳化后的潤(rùn)滑油的粘度降低，造成軸承中軸與瓦之間的油膜厚度減小，轉(zhuǎn)子與軸瓦直接摩擦，甚至軸瓦燒損。

2.3基于大數(shù)據(jù)的汽輪機(jī)運(yùn)維需求

    目前有關(guān)于“工業(yè) 4.0”、中國(guó)“制造業(yè)2025”的技術(shù)響應(yīng)已經(jīng)在進(jìn)行中，各行業(yè)紛紛提出新一代運(yùn)維理念，主要是為了提高企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)力和適應(yīng)力，在數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的大環(huán)境下，拉動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)往智能工業(yè)方向升級(jí)，從而滿足未來(lái)市場(chǎng)更快速、更個(gè)性化的需求響應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)更低的制造成本。

    對(duì)于火力發(fā)電企業(yè)來(lái)說(shuō)，機(jī)組的各項(xiàng)輸出參數(shù)經(jīng)過(guò)近些年的發(fā)展 和更新，已經(jīng)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但是相對(duì)應(yīng)的設(shè)備保障目前還處于低端環(huán)節(jié)使得其在信息的收集和分析能力上有所欠缺，（從狀態(tài)數(shù)據(jù)收集到故障診斷和預(yù)測(cè)整個(gè)過(guò)程的自動(dòng)化、智能化水平較低，而且為維持設(shè)備備完好率，必須要準(zhǔn)備大量的維修備件、保障設(shè)備和人員，嚴(yán)重制約了保障效率和效益的發(fā)揮）造成特別是與新型機(jī)組設(shè)備匹配的生產(chǎn)能力的保障（設(shè)備運(yùn)維能力）相對(duì)落后，距離全面地、有效地管理信息和綜合使用信息還有相當(dāng)?shù)牟罹唷?/span>

    目前國(guó)內(nèi)部分先進(jìn)制造業(yè)已經(jīng)開(kāi)始發(fā)展基于綜合信息資源的自主式保障，模式通過(guò)動(dòng)態(tài)的信息系統(tǒng)，將生產(chǎn)計(jì)劃、維修訓(xùn)練和維修保障作業(yè)等各種要素集成起來(lái)，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果自主確定合適的維修方案，在設(shè)備使用期間預(yù)先啟動(dòng)維修任務(wù)規(guī)劃和維修資源調(diào)配，在適合時(shí)機(jī)進(jìn)行維修，確保生產(chǎn)設(shè)備保持良好的狀態(tài)。本項(xiàng)目的實(shí)施擬借助信息技術(shù)等高新技術(shù)，首先實(shí)現(xiàn)將基于運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備動(dòng)態(tài)信息流獲取，然后通過(guò)數(shù)據(jù)鏈的搭建進(jìn)行相應(yīng)的綜合信息處理，實(shí)現(xiàn)保障信息一體化；二是進(jìn)一步規(guī)范和強(qiáng)化設(shè)備自診斷、預(yù)測(cè)與維修保障能力；三是進(jìn)一步縮減設(shè)備保障環(huán)節(jié)，優(yōu)化保障體系和資源，達(dá)到、機(jī)動(dòng)、快捷、經(jīng)濟(jì)保障的目的。