設(shè)備精密診斷技術(shù)在電廠的實(shí)踐與應(yīng)用

徐建利

(華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000)

設(shè)備精密診斷技術(shù)在電廠的實(shí)踐與應(yīng)用

徐建利

(華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000)

華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司自實(shí)施設(shè)備精密診斷技術(shù)以來(lái)，將精密診斷技術(shù)與設(shè)備日常管理、機(jī)組檢修相結(jié)合并建立了設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)大數(shù)據(jù)，使設(shè)備管理工作關(guān)口前移，有效防止了設(shè)備的過(guò)修、欠修，可以更好地指導(dǎo)設(shè)備管理工作。2個(gè)精密點(diǎn)檢案例表明，設(shè)備精密診斷技術(shù)在設(shè)備科學(xué)化管理、有效降低設(shè)備維護(hù)成本等方面起到了重要作用。

設(shè)備管理；精密診斷技術(shù)；大數(shù)據(jù)；維護(hù)成本

0 引言

華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)新鄉(xiāng)發(fā)電公司)地處豫北工業(yè)城市新鄉(xiāng)，一期工程建設(shè)2臺(tái)660 MW燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組，并于2007年實(shí)現(xiàn)雙投，是華電集團(tuán)在豫的最大容量火力發(fā)電企業(yè)。公司機(jī)組投產(chǎn)之初就確立了以“點(diǎn)檢定修”為核心的設(shè)備管理模式，并引進(jìn)了“小神探”設(shè)備點(diǎn)檢系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，該系統(tǒng)在設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)、故障分析方面已不能滿足電廠的發(fā)展需要。為進(jìn)一步加強(qiáng)公司設(shè)備監(jiān)測(cè)管理，經(jīng)過(guò)充分的調(diào)研與籌備，新鄉(xiāng)發(fā)電公司于2014年9月正式開(kāi)始實(shí)施精密點(diǎn)檢項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)2年多的摸索與實(shí)踐，設(shè)備的精密點(diǎn)檢工作已與設(shè)備的日常管理、機(jī)組大小修等形成有機(jī)的結(jié)合，在科學(xué)化管理、有效降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用等方面起到了重要作用。

1 具體實(shí)施過(guò)程

新鄉(xiāng)發(fā)電公司以華電集團(tuán)推行的精益化管理和設(shè)備精密診斷技術(shù)為契機(jī)，結(jié)合公司生產(chǎn)管理工作實(shí)際需求，經(jīng)過(guò)前期技術(shù)調(diào)研、中期實(shí)踐摸索、后期改進(jìn)提煉，逐步將精密診斷技術(shù)融入設(shè)備日常管理、機(jī)組大小修管理工作中。

1.1 精密診斷技術(shù)與設(shè)備日常管理相結(jié)合

在以往的設(shè)備日常管理中，點(diǎn)巡檢人員診斷設(shè)備故障的主要方法是看、聽(tīng)、摸、嗅，或者借助簡(jiǎn)單的儀器(如聽(tīng)針、測(cè)溫槍等)來(lái)獲取運(yùn)行設(shè)備的表象參數(shù)，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析判斷設(shè)備的健康狀況[1]，這種設(shè)備故障診斷方法存在如下問(wèn)題。

(1)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問(wèn)題。發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常時(shí)往往設(shè)備缺陷已經(jīng)發(fā)展到一定階段，必須立即進(jìn)行檢修，有可能對(duì)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響，同時(shí)增加了檢修難度和維護(hù)費(fèi)用。

(2)無(wú)法準(zhǔn)確診斷設(shè)備具體存在的問(wèn)題。設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，往往依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行診斷，有很大的盲目性和不確定性，有可能造成設(shè)備反復(fù)檢修。

(3)設(shè)備修后的驗(yàn)收手段存在漏洞。設(shè)備檢修后進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，僅依靠手持測(cè)振儀、聽(tīng)針來(lái)檢測(cè)設(shè)備振動(dòng)和聲響，不能有效檢測(cè)出設(shè)備潛在的故障。

針對(duì)以上設(shè)備日常管理存在的不足，新鄉(xiāng)發(fā)電公司充分發(fā)揮設(shè)備精密診斷技術(shù)在設(shè)備日常管理中的作用，以設(shè)備精密診斷為核心，結(jié)合日常巡檢、“小神探”點(diǎn)檢，掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)設(shè)備的劣化趨勢(shì)開(kāi)展預(yù)知性檢修。精密診斷人員定期對(duì)設(shè)備的振動(dòng)檢測(cè)、紅外檢測(cè)、超聲檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，掌握理論設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)存在劣化傾向的設(shè)備提出改善建議，對(duì)存在重大隱患的設(shè)備，會(huì)同生產(chǎn)技術(shù)部專(zhuān)工或電科院專(zhuān)家進(jìn)行分析確診，制訂處理方案并下發(fā)《設(shè)備預(yù)警通知單》。對(duì)能隔離檢修的設(shè)備，指導(dǎo)相關(guān)專(zhuān)業(yè)及時(shí)消除隱患，并對(duì)修后設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)，評(píng)估改善效果，實(shí)行閉環(huán)管理；對(duì)無(wú)法隔離的設(shè)備制訂防范措施，縮短點(diǎn)檢周期，加強(qiáng)檢測(cè)巡檢力度，及時(shí)掌握設(shè)備的劣化趨勢(shì)，為下一步設(shè)備的改善提供依據(jù)，使設(shè)備管理工作關(guān)口前移，有效提高設(shè)備的可靠性。

1.2 精密診斷技術(shù)與機(jī)組檢修相結(jié)合

機(jī)組設(shè)備檢修管理工作是發(fā)電企業(yè)設(shè)備管理的重要環(huán)節(jié)，精密診斷技術(shù)與精細(xì)化檢修是設(shè)備檢修管理的兩個(gè)車(chē)輪，這兩個(gè)車(chē)輪必須齊頭并進(jìn)，才能使設(shè)備檢修管理工作達(dá)到一個(gè)全新的高度。為了突破“壞了修、修了再壞、反復(fù)維修、過(guò)度維修”的傳統(tǒng)檢修瓶頸，新鄉(xiāng)發(fā)電公司在2015年5月#2機(jī)組小修中開(kāi)始探索精密診斷技術(shù)在機(jī)組檢修中的應(yīng)用。在機(jī)組檢修前對(duì)設(shè)備進(jìn)行總體檢，同時(shí)結(jié)合《機(jī)組可靠性分析報(bào)告》《設(shè)備修前狀態(tài)分析報(bào)告》和《設(shè)備滾動(dòng)檢修計(jì)劃表》，編制《機(jī)組修前設(shè)備體檢報(bào)告》，對(duì)運(yùn)行狀態(tài)較差的設(shè)備提出檢修建議，對(duì)運(yùn)行狀態(tài)較好的設(shè)備提出免修建議。設(shè)備修后采取精密診斷技術(shù)進(jìn)行所有主要輔機(jī)設(shè)備修后的調(diào)試工作，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析設(shè)備修后狀態(tài)，對(duì)檢修不完善的設(shè)備進(jìn)行原因分析，制訂改善方案并配合設(shè)備檢修部門(mén)共同處理設(shè)備故障，有效防止了設(shè)備的過(guò)修、欠修。

表1 密封風(fēng)機(jī)電機(jī)振速與振幅

在過(guò)去2年多的時(shí)間里，新鄉(xiāng)發(fā)電公司在5次機(jī)組檢修中逐步提高了實(shí)施狀態(tài)檢修設(shè)備的比例。在2017年3月開(kāi)展的#2機(jī)組小修中，根據(jù)前期的設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)，編制《#2機(jī)組修前設(shè)備體檢報(bào)告》，并以此為依據(jù)制訂設(shè)備檢修項(xiàng)目計(jì)劃表，重要的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備已基本實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備檢修比例以及設(shè)備檢修費(fèi)用均創(chuàng)歷史最低。

1.3 建立設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)大數(shù)據(jù)

發(fā)電企業(yè)是一種技術(shù)密集型和知識(shí)密集型企業(yè)，企業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)種類(lèi)多、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)所蘊(yùn)藏的價(jià)值大。新鄉(xiāng)發(fā)電公司利用精密診斷儀器不間斷地采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，不斷豐富系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)量，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對(duì)精密診斷平臺(tái)上主、輔設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，同時(shí)結(jié)合設(shè)備解體檢修中掌握的參數(shù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行分類(lèi)、歸納、保存，形成集設(shè)備日常運(yùn)行、修前、修后運(yùn)行狀態(tài)為一體的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)鏈，逐步建立了設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)大數(shù)據(jù)庫(kù)。

目前，新鄉(xiāng)發(fā)電公司轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備定期給油脂和滾動(dòng)檢修工作普遍存在周期設(shè)置過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短的問(wèn)題，周期設(shè)置過(guò)長(zhǎng)會(huì)縮短設(shè)備使用壽命，周期設(shè)置過(guò)短會(huì)增加設(shè)備維護(hù)成本。通過(guò)分析、歸納、總結(jié)歷史數(shù)據(jù)，逐步掌握了設(shè)備劣化規(guī)律，從而科學(xué)地制訂了設(shè)備的定期給油脂周期和滾動(dòng)檢修周期，修編了《華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司設(shè)備給油脂管理標(biāo)準(zhǔn)》和《設(shè)備定期滾動(dòng)檢修計(jì)劃表》，可以更好地指導(dǎo)設(shè)備管理工作。

2 精密點(diǎn)檢案例

新鄉(xiāng)發(fā)電公司開(kāi)展設(shè)備精密點(diǎn)檢以來(lái)，先后處理了多起重要設(shè)備故障，現(xiàn)將2起典型輔機(jī)的振動(dòng)處理情況總結(jié)如下。

2.1#2鍋爐B密封風(fēng)機(jī)電機(jī)軸承故障

新鄉(xiāng)發(fā)電公司磨煤機(jī)密封風(fēng)機(jī)為臥式離心懸臂式結(jié)構(gòu)，每臺(tái)機(jī)組布置2臺(tái)，1運(yùn)1備，其中#2機(jī)組B密封風(fēng)機(jī)運(yùn)行中電機(jī)自由端冷卻風(fēng)扇側(cè)有較大異音，用測(cè)振儀測(cè)量電機(jī)驅(qū)動(dòng)端和自由端振速和振幅，均在合格范圍內(nèi)，振動(dòng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

用精密診斷儀器進(jìn)行檢測(cè)，從圖1、圖2可以看出，電機(jī)自由端振動(dòng)頻譜和解調(diào)譜中主要以1倍頻振動(dòng)為主，并且出現(xiàn)了明顯的軸承外圈(BPO)以及軸承內(nèi)圈(BPI)故障特征頻率，分析為電機(jī)自由端軸承存在嚴(yán)重故障[2]。

圖1 電機(jī)自由端振動(dòng)頻譜(截圖)

圖2 電機(jī)自由端解調(diào)譜(截圖)

根據(jù)診斷結(jié)論，對(duì)電機(jī)自由端進(jìn)行了解體檢查，解體發(fā)現(xiàn)電機(jī)自由端軸承內(nèi)、外圈有明顯的波紋狀溝痕，屬于明顯的軸承電腐蝕故障特征(如圖3所示)，與前期診斷結(jié)論相吻合。

圖3 解體后的電機(jī)自由端軸承

2.2#1鍋爐E磨煤機(jī)減速機(jī)齒輪故障

新鄉(xiāng)發(fā)電公司制粉系統(tǒng)采用雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，屬低速直吹式磨煤機(jī)，電機(jī)與小牙輪間采用三級(jí)減速的減速機(jī)連接。2015年9月點(diǎn)檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)#1鍋爐E磨煤機(jī)減速機(jī)振動(dòng)異常，用精密點(diǎn)檢測(cè)振設(shè)備對(duì)該減速機(jī)進(jìn)行了檢測(cè)，各部件振動(dòng)頻率計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 減速機(jī)各部件振動(dòng)頻率計(jì)算結(jié)果

用精密診斷儀器進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)圖4、圖5可以看出，減速機(jī)振動(dòng)頻譜中高頻段出現(xiàn)高、中速軸嚙合頻率(554.00 Hz)及其邊頻，邊頻帶為中速軸轉(zhuǎn)頻(10.09 Hz)，減速機(jī)解調(diào)譜中也是以中速軸轉(zhuǎn)頻及其諧波為主，分析為減速機(jī)中速軸齒輪存在磨損[3]。

圖4 減速機(jī)振動(dòng)頻譜(截圖)

圖5 減速機(jī)解調(diào)譜(截圖)

根據(jù)診斷結(jié)論，對(duì)該磨煤機(jī)減速機(jī)進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)減速機(jī)中速軸齒輪的部分齒已斷裂(如圖6所示)，與診斷結(jié)果一致。

圖6 解體后的減速機(jī)齒輪

3 精密診斷技術(shù)取得的效果

隨著設(shè)備精密診斷技術(shù)在新鄉(xiāng)發(fā)電公司設(shè)備管理中的應(yīng)用，發(fā)電設(shè)備維修控制程序已逐步進(jìn)行了優(yōu)化，提高了公司運(yùn)行、維修的基礎(chǔ)管理水平，同時(shí)有效優(yōu)化了大小修項(xiàng)目，避免了設(shè)備的欠修或過(guò)修。2014年9月至2016年12月，新鄉(xiāng)發(fā)電公司通過(guò)設(shè)備精密診斷技術(shù)在設(shè)備日常管理、機(jī)組檢修管理中共診斷并驗(yàn)證各類(lèi)設(shè)備問(wèn)題72項(xiàng)，防止設(shè)備損壞53臺(tái)，防止降出力5次，直接避免經(jīng)濟(jì)損失約420萬(wàn)元。新鄉(xiāng)發(fā)電公司設(shè)備缺陷數(shù)量由2014年的2 640 條降至2016年的1 062條，真正做到了“不將隱患演變成缺陷、不將缺陷演變成異常事件”，切實(shí)提高了設(shè)備檢修質(zhì)量和健康水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展，很多電廠已引進(jìn)了設(shè)備診斷技術(shù)，但如何將該技術(shù)更好地服務(wù)于生產(chǎn)將是以后需要研究的課題。本文系統(tǒng)介紹了精密診斷技術(shù)在電廠設(shè)備日常管理以及大小修管理過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用，實(shí)踐證明，精密診斷技術(shù)在電廠設(shè)備的現(xiàn)代化管理中具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，可以獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，值得各電廠借鑒。

[1]沙德生，陳江.火電廠設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)與管理：精密點(diǎn)檢 故障診斷 預(yù)知排查 風(fēng)險(xiǎn)管控[M].北京：中國(guó)電力出版社，2016.

[2]楊國(guó)安.滾動(dòng)軸承故障診斷實(shí)用技術(shù)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2012.

[3]鐘秉林，黃仁.機(jī)械故障診斷學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

(本文責(zé)編：劉芳)

2017-04-09；

2017-05-12

TM 621

B

1674-1951(2017)05-0055-03

徐建利(1987—)，男，河南安陽(yáng)人，助理工程師，從事電廠設(shè)備精密診斷工作(E-mail:851188402@qq.com)。