對火電廠輔助設(shè)備可靠性狀態(tài)的研究

摘 要：本文以當前國內(nèi)火電廠輔助設(shè)備可靠性現(xiàn)狀為對象，分析輔助設(shè)備的健康狀態(tài)區(qū)分方式，通過數(shù)據(jù)分析的方式，制定健康識別標準。希望能夠為火電廠輔助設(shè)備的運行可靠性管理提供保障與依據(jù)。

關(guān)鍵詞：火電廠；輔助設(shè)備；可靠性狀態(tài)

一、輔助設(shè)備可靠性研究

（一）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外對輔助設(shè)備的研究主要采用了兩種方式。第一種性能退化分析法，第二種傳統(tǒng)可靠性指標實時化法。第一種方法認為系統(tǒng)或設(shè)備之所以會出現(xiàn)性能下降的問題，與其自身性能退化有很大關(guān)系。這種研究方式利用建模分析的方式測試設(shè)備性能退化對設(shè)備整體的可靠性影響。第二種方法利用系統(tǒng)狀態(tài)與環(huán)境作為分析要素，二者的變量與可靠性指標為對等聯(lián)系。通過檢測狀態(tài)變量與環(huán)境變量確定設(shè)備可靠性。

（二）可靠性劃分

目前業(yè)界一般采用《發(fā)電設(shè)備可靠性評價規(guī)程》（DL/T 793.2012）劃分輔助設(shè)備的可靠性。[1]我們從該規(guī)定中能夠得出，機組狀態(tài)總共包括20種，不過該規(guī)定對于輔助設(shè)備的設(shè)定卻僅僅只有6種。具體包括運行、備用、計劃停運、非計劃停運、大修、小修。[2]

（三）現(xiàn)階段劃分問題

一般來說我們都會為輔助設(shè)備預留一定的容量和臺數(shù)，因此在輔助設(shè)備在外界環(huán)境影響下出現(xiàn)輕微故障、性能下降時，并不會對機組造成過多的影響，機組仍舊能夠在此過程中穩(wěn)定運行。這種狀態(tài)是無法利用現(xiàn)行輔助設(shè)備可靠性狀態(tài)精準描述的。[3]

事實上在輔助設(shè)備故障以后，監(jiān)督系統(tǒng)仍舊運行的情況是非常常見的問題，這屬于設(shè)備異常情況，是設(shè)備消缺的具體體現(xiàn)。為了更為真實、全面的掌握輔助設(shè)備可靠性，就必須增加在輔助設(shè)備故障以后仍舊運行的描述。不同于輔助設(shè)備的無故障狀態(tài)，表達輔助設(shè)備輕微故障、一定磨損、性能下降、帶不滿出力。通過增加這類描述，以便更為精準的獲知輔助設(shè)備的實際情況與運行情況。

二、非健康輔助設(shè)備可靠性研究

（一）非健康概念

按照健康與非健康標準劃分，輔助設(shè)備的非健康指的就是在輔助設(shè)備出現(xiàn)異常以后，仍舊可以繼續(xù)運行的可靠性狀態(tài)。結(jié)合故障機理劃分可以將其分類為性能不足型、堵塞泄露型、摩擦卡澀型、出力不足型四種。

（二）非健康描述

1.性能不足型

在輔助設(shè)備并沒有出現(xiàn)明顯問題，但卻陷入了性能下降時，會表現(xiàn)出輸入輸出量比值變化或自身輸入量增加情況。比如風機性能或磨煤機性能因能力不足導致的電流變化、氣泵運作能力不足導致的用氣量增加、脫硫脫硝系統(tǒng)因性能不足導致的噴氨量增加與漿液增加等等。該問題的判斷難度非常大，需要提取參數(shù)性質(zhì)和參數(shù)變化。如果出現(xiàn)性能下降的部位為核心部件，代表的是情況和下降型相似，唯一區(qū)別是不會影響到設(shè)備的自身功能。如果性能下降部位為輔助部件，比如葉輪頂部的間隙，代表和堵塞泄露狀態(tài)相似，該問題只會影響設(shè)備自己不會影響其他設(shè)備。

2.堵塞泄露型

暖風器、凝汽器、空預器（空氣預熱器）是非常容易陷入堵塞的部件，一旦堵塞那么這些設(shè)備與系統(tǒng)就會陷入性能降低的問題。比如空氣預熱器在堵塞以后，三大風機就會面臨必須增加出力的問題。而凝汽器在堵塞以后，設(shè)備與系統(tǒng)就會面臨循環(huán)泵必須增加出力的問題。判斷方法為根據(jù)設(shè)備泄露、堵塞程度分析。此外也可以應(yīng)用堵塞對設(shè)備性能造成的影響水平判斷。比如在空氣預熱器堵塞以后，空氣預熱器的壓差就會出現(xiàn)比較大的變化，風壓也會獲得增加。如果設(shè)備為輕微堵塞，那么風機電耗會隨之增加。如果設(shè)備為嚴重堵塞，那么風機就會失速與出現(xiàn)喘振問題。此時就可以根據(jù)差壓關(guān)系判斷是否堵塞、根據(jù)風壓實際數(shù)值與設(shè)計值的偏離情況判斷是否堵塞。

3.摩擦卡澀型

如果旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)或旋轉(zhuǎn)部件出現(xiàn)一定的故障，比如當給水泵的振動值超出了報警值但是卻低于跳閥值，此時的軸承溫度低于跳閥值超過報警值。絕大多數(shù)條件下，設(shè)備出力的能力可以達到額定的要求，不過在高負荷工作條件下陷入故障，此時需要通過降負荷的方式進一步監(jiān)視。判斷方法為分析與對比設(shè)備旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)或部件參數(shù)與設(shè)計值狀態(tài)。比如風機或泵閥門卡澀、振動大、軸承溫度高等等。

三、輔助設(shè)備非健康識別

（一）磨煤機

根據(jù)調(diào)查磨煤機最容易出現(xiàn)故障的問題包括風門卡澀、粉管與風環(huán)磨損、磨盤、磨輥、管板結(jié)堵塞、減速箱變形、石子煤刮板變形、潤滑油變質(zhì)、風室結(jié)焦。其中最易出現(xiàn)故障的部位包括磨盤、磨輥、粉管與風環(huán)。其次則是設(shè)備自身故障。最后才是輔助系統(tǒng)問題。一般應(yīng)用動態(tài)識別方式，根據(jù)參數(shù)值識別和判斷故障。

（二）引風機

引風機常見故障包括堵塞、松動、疲勞與卡澀。其中輔助系統(tǒng)發(fā)生故障幾率最高、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、風機本體其次。有些時候還會出現(xiàn)螺栓松動一類的問題。上述問題都會影響到引風機性能。該問題同樣用動態(tài)識別參數(shù)值識別和判斷。

（三）給水泵

給水泵故障包括疲勞、斷裂、沖蝕、泄露。最常見問題就是系統(tǒng)，其次是本體與輔助系統(tǒng)。有時也會出現(xiàn)螺栓松動和彈簧片斷裂。如同上述兩種問題一樣同樣需要應(yīng)用動態(tài)識別參數(shù)分析。

四、結(jié)語

本文詳細的描述了不同狀態(tài)情況下的輔助設(shè)備可靠性問題，并通過舉證實例的方式從磨煤機、引風機、給水泵三個角度分析了輔助設(shè)備的可靠性完整、客觀的評價方法。

參考文獻：

[1]白翎.火電廠重要輔助設(shè)備可靠性狀態(tài)識別研究[J].熱力發(fā)電，2017，46（11）：25.31.

[2]白翎，陳杭君，李石，等.火力發(fā)電廠輔助設(shè)備可靠性指標評價體系研究[J].中國電力，2017，50（09）：148.154.

[3]陳麗君.火電廠發(fā)電設(shè)備可靠性影響因素分析[D].河北工程大學，2015.

作者簡介：馬亮（1987.），男，漢族，陜西延安人，本科，助理工程師，安徽理工大學畢業(yè)，電氣工程及其自動化專業(yè)，研究方向：火電廠鍋爐、汽輪機、發(fā)電機以及火電廠運行輔助設(shè)備。