多種類潤滑油狀態(tài)
智能在線監(jiān)測系統(tǒng)
一、摘要
主要針對火力發(fā)電企業(yè)現(xiàn)行運維體制進行解析，獲取影響電力行業(yè)裝備運維整體水平關(guān)鍵因素，運用摩擦學(xué)多信息融合技術(shù)，研制相應(yīng)的汽輪機動態(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，終建立動態(tài)的智能體運維系統(tǒng)。本項目在實施過程中動態(tài)數(shù)據(jù)獲取端取樣方式采用原位無損智能取樣方式，數(shù)據(jù)源采用同行業(yè)多跨度多運行工況動態(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。在保障汽輪機平穩(wěn)運行的同時，實現(xiàn)視情動態(tài)運維模式，提高發(fā)電廠設(shè)備管理效率與質(zhì)量，對于發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟效益的提升產(chǎn)生積極的影響。
二、技術(shù)背景
2.1火電行業(yè)當前狀況
目前，對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。但是目前來看，由于新能源的開發(fā)受到技術(shù)和資源的限制，新能源發(fā)電成本遠遠高于火電，另外考慮到光伏、風(fēng)電、水電等受到時間、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)計短期內(nèi)火電依然會是我國重要的電力來源。
2.2汽機磨損摩擦事故案例
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，汽輪機在不斷革新改進過程中越來越復(fù)雜、精細，對其設(shè)備運維的技術(shù)需求也越來越多元化，而目前設(shè)備運維的發(fā)展卻止于幾十年前，雖然有些零星的新技術(shù)手段開始進行運用，但是有關(guān)于摩擦相關(guān)的動態(tài)技術(shù)應(yīng)用也相對較少，在電力行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備運行過程中造成了各種損失和嚴重的生產(chǎn)事故：
案例1
機組規(guī)模 | 廠家 | 型號及其它 | 出現(xiàn)問題 |
600MW 機 組 | 東方汽 輪機廠 | 日本日立公司提供的技術(shù)制造的沖 動式、亞臨界、中間再熱式、高中壓合缸、三缸四排汽、單軸、凝汽式 汽 輪 機 ， 機 組 型 號為 N600-16.7/538/538-1 | 1.油質(zhì)不好導(dǎo)致 軸瓦拉傷 2.過濾失效，軸頸嚴重拉傷 |
造成影響：造成非正常停機35天；影響工期2個月以上 |
●2004年2月19日凌晨2點10分，#3機組汽輪機#2軸承溫度開始上升， 終穩(wěn)定在約70℃（其它軸承溫度均小于32℃）。停主機盤車后，該處溫度緩慢下降，再次投用盤車，該處溫度又重新回升。當時該機組正處于沖管階段，汽輪機盤車投用，盤車啟動前主機潤滑油質(zhì)化驗結(jié)果為合格。檢查各頂軸油壓力
（#3-#8軸承），與盤車前期比，均無明顯異常；檢查#2軸承潤滑油供油及回油，未見異常。檢查溫度測點，未見異常。
該機組沖管結(jié)束后，對#2軸承進行翻瓦檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該處支持軸承軸瓦有明顯拉毛現(xiàn)象。疑是有異物進入軸瓦所致，聯(lián)想到此前各潤滑油進油濾網(wǎng)多次被臟物堵塞，基本認為#2軸承在盤車期間溫度緩慢上升系臟物進入軸瓦，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50分左右，＃6汽輪機準備第二次沖轉(zhuǎn)到
603r/min 進行磨擦檢查時發(fā)現(xiàn)＃7 瓦#2 金屬溫度達105℃，此時主機轉(zhuǎn)速為
402r/min，然后此點溫度回落；17時21分，主機轉(zhuǎn)速38r/min時，＃6瓦#2金
屬溫度到達113℃，隨后，主機轉(zhuǎn)速很快為O，投主機盤車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滑油回油濾網(wǎng)嚴重破碎（面積約為1/5），破碎濾網(wǎng)形成的細剛絲進入潤滑油系統(tǒng)，而潤滑油系統(tǒng)中冷油器出口的濾網(wǎng)與其旁路在運行時均在投用狀態(tài)；
（2）#6軸軸頸有嚴重刮痕，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 下瓦拉傷情況嚴重：電機端頂軸油囊基本被磨損或被磨損的烏金填平，電機端瓦的表面烏金磨損嚴重，而汽端烏金表面有嚴重拉毛現(xiàn)象，有拉毛處附著大量的纖細剛絲。
（3）#7軸處情況與#6軸處相似，但不及#6處嚴重；檢查其它軸、瓦，均 發(fā)現(xiàn)類似情況。
機組規(guī)模 | 廠家 | 型號及其它 | 出現(xiàn)問題 | 300MW機組 | 國產(chǎn)不詳 | 300MW亞臨界汽輪發(fā)電機組 | 機組負荷提高油 中水分增大 | 造成影響：機組無法正常運行 |
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（4）對主油箱進行清理，發(fā)現(xiàn)許多纖細剛絲、黑泥狀與顆粒狀物質(zhì)。 案例2
某電廠300MW汽輪機組在運行過程中，經(jīng)過一次負荷急劇下降恢復(fù)正常運行后發(fā)現(xiàn)大機潤滑油箱油位異常升高，在不到一天的時間，油箱油位升高 10cm，通過檢查發(fā)現(xiàn)大機油箱中潤滑油上部浮有一層油花；汽輪機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后才控制油位上升趨勢。同時發(fā)現(xiàn)隨著機組負荷的變動，潤滑油箱油位也產(chǎn)生較大波動。
汽輪機軸封系統(tǒng)狀況良，是造成機組潤滑油系統(tǒng)進水的重要原因，為確保該系統(tǒng)正常運行必須選擇足夠的軸加風(fēng)機出力、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、運行中找到一個合理的參數(shù)區(qū)間是消除了汽輪
機組規(guī)模 | 廠家 | 型號及其它 | 出現(xiàn)問題 | 1000MW機組 | 上海汽輪機廠與德國西門子公司 | 超超臨界、一次中間再熱、 單軸、四缸四排汽、雙背 壓、八級回?zé)岢槠?/span> | 1.水分顆粒度超 標，造成油品乳化 2.軸瓦燒損 | 造成影響：造成直接損失超過25萬元（更換油品和濾芯），影響機組運行 和生產(chǎn)。 |
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機軸封冒汽、解決潤滑油系統(tǒng)進水現(xiàn)象。 案例3
天津國投北疆電廠一期 2x1000mw超超臨界抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機組，自2011年6月開始運行#2主機潤滑油油質(zhì)出現(xiàn)水分、顆粒度超標，造成油品產(chǎn)生 乳化，乳化后的潤滑油的粘度降低，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)的汽輪機運維需求
目前有關(guān)于“工業(yè) 4.0”、中國“制造業(yè)2025”的技術(shù)響應(yīng)已經(jīng)在進行中，各行業(yè)紛紛提出新一代運維理念，主要是為了提高企業(yè)自身競爭力和適應(yīng)力，在數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的大環(huán)境下，拉動傳統(tǒng)工業(yè)往智能工業(yè)方向升級，從而滿足未來市場更快速、更個性化的需求響應(yīng)，并實現(xiàn)更低的制造成本。
對于火力發(fā)電企業(yè)來說，機組的各項輸出參數(shù)經(jīng)過近些年的發(fā)展 和更新，已經(jīng)得到突飛猛進的發(fā)展，但是相對應(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)測整個過程的自動化、智能化水平較低，而且為維持設(shè)備備完好率，必須要準備大量的維修備件、保障設(shè)備和人員，嚴重制約了保障效率和效益的發(fā)揮）造成特別是與新型機組設(shè)備匹配的生產(chǎn)能力的保障（設(shè)備運維能力）相對落后，距離全面地、有效地管理信息和綜合使用信息還有相當?shù)牟罹唷?/span>
目前國內(nèi)部分先進制造業(yè)已經(jīng)開始發(fā)展基于綜合信息資源的自主式保障，模式通過動態(tài)的信息系統(tǒng)，將生產(chǎn)計劃、維修訓(xùn)練和維修保障作業(yè)等各種要素集成起來，對生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)進行實時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果自主確定合適的維修方案，在設(shè)備使用期間預(yù)先啟動維修任務(wù)規(guī)劃和維修資源調(diào)配，在適合時機進行維修，確保生產(chǎn)設(shè)備保持良好的狀態(tài)。本項目的實施擬借助信息技術(shù)等高新技術(shù)，首先實現(xiàn)將基于運轉(zhuǎn)設(shè)備動態(tài)信息流獲取，然后通過數(shù)據(jù)鏈的搭建進行相應(yīng)的綜合信息處理，實現(xiàn)保障信息一體化；二是進一步規(guī)范和強化設(shè)備自診斷、預(yù)測與維修保障能力；三是進一步縮減設(shè)備保障環(huán)節(jié)，優(yōu)化保障體系和資源，達到、機動、快捷、經(jīng)濟保障的目的。
