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多種類潤滑油狀態(tài)智能在線監(jiān)測系統(tǒng)
更新時(shí)間:2019-11-07 點(diǎn)擊次數(shù):1828

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(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(yùn)維系統(tǒng)。本項(xiàng)目在實(shí)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(yùn)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(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的同時(shí),實(shí)現(xiàn)視情動態(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(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)火電依然會是我國重要的電力來源。

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)不斷革新改進(jìn)過程中越來越復(fù)雜、精細(xì),對其設(shè)備運(yùn)維的技術(shù)需求也越來越多元化,而目前設(shè)備運(yùn)維的發(fā)展止于幾十年前,雖然有些零星的新技術(shù)手段開始進(jìn)行運(yùn)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(yùn)行過程中造成了各種損失和嚴(yán)重的生產(chǎn)事故:

案例1

機(jī)組規(guī)模

廠家

型號及其它

出現(xiàn)問題

600MW    機(jī)

東方汽

輪機(jī)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(jī) , 機(jī) 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(yán)重拉傷

造成影響:造成非正常停機(jī)35天;影響工期2個(gè)月以上

 

●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(dāng)時(shí)該機(jī)組正處于沖管階段,汽輪機(jī)盤車投用,盤車啟動前主機(jī)潤滑油質(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(diǎn),未見異常。

該機(jī)組沖管結(jié)束后,對#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軸承在盤車期間溫度緩慢上升系臟物進(jìn)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(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(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)類似情況。

機(jī)組規(guī)模

廠家

型號及其它

出現(xiàn)問題

300MW機(jī)組

國產(chǎn)不詳

300MW亞臨界汽輪發(fā)電機(jī)組

機(jī)組負(fù)荷提高油

中水分增大

造成影響:機(jī)組無法正常運(yùn)行

 

(4)對主油箱進(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)行過程中,經(jīng)過一次負(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,通過檢查發(fā)現(xiàn)大機(jī)油箱中潤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。同時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著機(jī)組負(fù)荷的變動,潤滑油箱油位也產(chǎn)生較大波動。

    汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)狀況良,是造成機(jī)組潤滑油系統(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)組規(guī)模

廠家

型號及其它

出現(xiàn)問題

1000MW機(jī)組

上海汽輪機(jī)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、背 壓、八級回?zé)岢槠?/span>

1.水分顆粒度超 標(biāo),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(jī)組運(yùn)行 和生產(chǎn)。

 

機(jī)軸封冒汽、解決潤滑油系統(tǒng)進(jìn)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(jī)組,自2011年6月開始運(yùn)行#2主機(jī)潤滑油油質(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“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(gè)性化的需求響應(yīng),并實(shí)現(xiàn)更低的制造成本。

    對于火力發(fā)電企業(yè)來說,機(jī)組的各項(xiàng)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(jìn)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(gè)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(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>

    目前國內(nèi)部分先進(jìn)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(jì)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(jìn)行實(shí)時(shí)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(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)備動態(tài)信息流獲取,然后通過數(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、快捷、經(jīng)濟(jì)保障的目的。

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