冶金企業(yè)汽輪機檢修中的精細(xì)化管理與應(yīng)用

宋燕生

（河鋼唐鋼新區(qū)設(shè)備管理部，河北 唐山 063000）

冶金企業(yè)生產(chǎn)，中汽輪機有效運行可以大幅提升發(fā)電效率，節(jié)約電能。所以越來越多的冶金動力單位開始重視汽輪機運行和檢修，通過不斷優(yōu)化系統(tǒng)，從而提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1 汽輪機的組成與基本原理

蒸汽輪機是一種精密的冶金發(fā)電機組，可驅(qū)動蒸汽輪機在高溫高壓蒸汽環(huán)境中高速旋轉(zhuǎn)。蒸汽輪機與熱電鍋爐結(jié)合使用以形成發(fā)電機組，蒸汽輪機本身由一個轉(zhuǎn)子和一個固定部分組成，其中，旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）包括主軸，聯(lián)軸器，葉片，葉輪等。固定部分包括氣缸，擋板，固定的葉柵葉片，軸承和蒸汽密封件[1]。在汽輪機運行期間，鍋爐首先產(chǎn)生高溫蒸汽，該高溫蒸汽進入汽輪機氣缸并驅(qū)動汽輪機葉輪，驅(qū)動汽輪機主軸并將蒸汽能轉(zhuǎn)化為機械動能。蒸汽輪機和發(fā)電機組通過離合器連接，從而由蒸汽輪機承載的扭矩負(fù)載傳遞到發(fā)電機上。發(fā)電機的轉(zhuǎn)子隨著蒸汽輪機的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，最后機械能被轉(zhuǎn)換為電能[2]。

2 汽輪機故障和檢修工作的意義

在冶金企業(yè)的生產(chǎn)實踐中，電能是最為關(guān)鍵的能源介質(zhì)，汽輪機也是冶金企業(yè)的主要能源發(fā)電設(shè)備。當(dāng)汽輪機出現(xiàn)故障時，會影響冶金企業(yè)的能源消耗。在日常生產(chǎn)中應(yīng)安排專業(yè)人員對汽輪機進行點檢和維護，以便提高汽輪機的使用效率。日常維護與定期檢修是汽輪機使用過程中的終極目標(biāo)[3]。生產(chǎn)過程中一旦出現(xiàn)小問題，必須及時處理和解決，否則會衍生出更嚴(yán)重的設(shè)備事故和后果。目前大多數(shù)冶金企業(yè)都加強了對汽輪機組的管理和維護，這樣有利于提高機組的運行和使用，也能保證穩(wěn)定的電腦輸出，滿足日常企業(yè)生產(chǎn)需求。

3 精細(xì)化管理概述

3.1 原則

精細(xì)化管理，包括效率，標(biāo)準(zhǔn)，交叉性，簡單性和可實用性。整個精細(xì)化管理的相關(guān)具體解決方案，必須具有良好的可操作性，在生產(chǎn)實踐中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際情況做好日常精細(xì)化管理工作相關(guān)的管理措施都應(yīng)具備良好的可操作性，同時整個管理過程中必須明確最終的目標(biāo)和步驟，結(jié)合檢修情況，對不同的檢修要求進行分類處理，形成相關(guān)性極強的交叉管理辦法[4]。

3.2 特點

（1）檢修過程中，應(yīng)按照相應(yīng)計劃進行過程控制，以減少突發(fā)事件，使現(xiàn)場檢修人員熟悉如何推進工作，使各種檢修人員、任務(wù)、資源能夠有效配合，減少設(shè)備出現(xiàn)故障的可能性。

（2）準(zhǔn)確的指導(dǎo)和量化標(biāo)準(zhǔn)，要求檢修人員對現(xiàn)場設(shè)備、基本技能有一定的了解，與傳統(tǒng)的功能判斷相比，要求檢修人員知道使用具體的量化工具，并掌握量化指標(biāo)的測量和調(diào)整方法[5]。此外，由于需要使用現(xiàn)代計算機或終端設(shè)備，維護人員必須熟悉這些設(shè)備的使用情況。

4 汽輪機檢修的前期準(zhǔn)備工作

4.1 收集汽輪機運行狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)

在開展汽輪機檢修工作之前，必須對汽輪機的設(shè)備運行數(shù)據(jù)和整個設(shè)備檔案進行收集整理，建立良好的設(shè)備狀態(tài)運行分析報告。同時做好相關(guān)的定期點檢和維護內(nèi)容。汽輪機的轉(zhuǎn)子等關(guān)鍵部件，必須明確了解相關(guān)的操作參數(shù)和分配信息。這些信息材料是服務(wù)人員工作的主要標(biāo)準(zhǔn)和基礎(chǔ)。當(dāng)前，冶金廠中使用的大多數(shù)蒸汽輪機是高速旋轉(zhuǎn)多軸蒸汽輪機。在長期運行中，旋轉(zhuǎn)部件的軸承很容易發(fā)生損壞和磨損現(xiàn)象，最終導(dǎo)致出現(xiàn)汽缸和軸承的部位位移偏大[6]。針對這樣的生產(chǎn)實際情況，在運行過程中，必須分配和調(diào)整渦輪軸承負(fù)荷，并要做好工作。因此，在進行上述工作之前，必須確定油水環(huán)境和軸的溫度，向振動參數(shù)等進行搜集和整理，以便為后期的檢修提供重要的參考數(shù)據(jù)，上述的數(shù)據(jù)在進行搜集和整理過程中，需要結(jié)合崗位工的運行情況，保證數(shù)據(jù)的真實可靠性，對于超出正常運行范圍值的數(shù)據(jù)要進行重點分析和整理。

4.2 檢修技術(shù)報告

檢修操作人員在對汽輪機進行檢修過程中也要做好相關(guān)的數(shù)據(jù)整理工作，從而制定出詳細(xì)的檢修技術(shù)報告。在整個檢修技術(shù)報告過程中，應(yīng)做到圖文并茂，體現(xiàn)出檢修過程中的步驟和需更換的部件，對汽輪機需要進行改造的相關(guān)內(nèi)容也必須在檢修報告中予以體現(xiàn)，如果在檢修過程中發(fā)現(xiàn)有重大缺陷問題，應(yīng)明確做好相關(guān)的檢修分析以及可行性技術(shù)分析，最終要形成檢修后的驗收報告。同時冶金企業(yè)應(yīng)該將汽輪機整個檢修維護的過程及實驗報告進行存檔，當(dāng)前的關(guān)于汽輪機檢修文檔都是日后進行檢修維護的重要參考資料，也是對每次機械運行事故進行分析的可靠依據(jù)[7]。

4.3 配備專業(yè)備件、工具和技術(shù)人員

在制定了上述檢修與維護計劃后，有必要購買維修所需的備件和工具，并嚴(yán)格控制備件的質(zhì)量。對于需要更換的設(shè)備零件，應(yīng)首先聯(lián)系渦輪機制造商進行購買，以確保維修后不會損害某些特殊工具和工具的正常使用，也應(yīng)做好相關(guān)的質(zhì)量檢驗工作，所有的采購應(yīng)符合國家要求標(biāo)準(zhǔn)。在檢修的過程中，應(yīng)該對檢修隊伍進行專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，所有的檢修人員必須熟悉汽輪機運行情況，具備相關(guān)的汽輪機檢修工作經(jīng)驗。就這樣才可以保證整個檢修工作的順利完成以及檢修質(zhì)量。

5 集控運行汽輪機運行過程中存在的問題

5.1 啟停方面存在的問題

汽輪機的起停檢驗其實就是對汽輪機運行的考察，在正常運行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子有著很多的不確定參數(shù)。所以在正常運行過程中，數(shù)值會出現(xiàn)升降的變化過程，汽輪機的運行環(huán)境和溫度也會隨之發(fā)生變化，實際生產(chǎn)過程中，汽輪機的轉(zhuǎn)子始終處于高溫高壓的環(huán)境工作中運行，如果對整個生產(chǎn)過程中的整體參數(shù)沒有處理，控制得當(dāng)，就很容易出現(xiàn)生產(chǎn)事故或者機械設(shè)備事故。也容易造成汽輪機工作效率下降，影響最終的機組使用壽命。

5.2 密封水系統(tǒng)存在的問題

在正常情況下，汽輪機給水泵的軸端密封件是迷宮式密封件，但是這種密封件在汽輪機運行期間會引起很多問題。如果給水蒸汽泵出現(xiàn)問題，則在停機過程中，密封水將不能順暢地回流，從而導(dǎo)致油腔陷入水中，這種情況會給給水蒸汽泵帶來安全隱患。同時，會有許多原因會阻礙蒸汽輪機的正常運行，例如轉(zhuǎn)子振動，彎曲變形和其他故障。

6 集控運行汽輪機運行的優(yōu)化措施

6.1 對啟動問題的優(yōu)化

傳統(tǒng)蒸汽輪機的啟動過程使用高壓缸和中壓缸來啟動。但是，當(dāng)冶金廠將該方法用于特定操作時，由于高壓缸中的連續(xù)溫度升高，容易消耗大量能量。因此，在優(yōu)化此問題的過程中，我們可以降低高壓缸的排氣溫度或降低啟動時的蒸汽預(yù)壓。高壓缸中的溫度控制是通過打開高壓缸蒸汽出口止回閥來進行的。以此方式，氣體的循環(huán)可以顯著增加，從而隨著時間降低溫度并減少由高壓缸的恒定溫度升高引起的能量消耗。

6.2 準(zhǔn)備好材料及工具

確認(rèn)汽輪機檢修內(nèi)容和計劃工作后，應(yīng)準(zhǔn)備好相應(yīng)的材料、工具，確保各種備件能及時到貨，減少材料對工期的影響。如涉及重要零部件的更換，應(yīng)事先與制造商聯(lián)系，按檢修計劃安排人員到場，如有特殊需要的檢修檢查項目，選擇特殊工具進行處理，必須選擇合格的企業(yè)提供，并組織專人統(tǒng)一管理，特殊工具經(jīng)檢查和檢查后應(yīng)在檢修現(xiàn)場使用。

6.3 汽輪機檢修后的工作整理

完成上述所有工作后，仍需對汽機修理后的精細(xì)管理工作進行分類：首先，對維修期間使用的作業(yè)工具進行檢索和分類，并編譯作業(yè)工具的使用統(tǒng)計信息，例如丟失和損壞的機器數(shù)量，作為下次維修工作的基礎(chǔ)。 二是組織并提交最終服務(wù)報告。主要內(nèi)容是在修理過程中更換的零件，需要改進的地方，修理方法和在修理過程中獲得的結(jié)果以及修理后未解決的問題。 插入圖表時要選擇分辨率清晰的圖形，從而可以以提供信息更加精準(zhǔn)的質(zhì)量報告和電子報告。對于檢修過程中遇到的困難，以及創(chuàng)新，改進方式進行更改，并總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，同時計算整個過程的費用，計量電站檢修費用和成本效益。

6.4 配備專業(yè)備件、工具和技術(shù)人員

需要采購、準(zhǔn)備和質(zhì)量檢查所需的備件和檢修工具。對于需要更換的零件，也應(yīng)聯(lián)系制造商進行購買，以確保這不會影響正常的檢修過程。 購買和制造專用工具后，應(yīng)進行質(zhì)量控制，以確保它們符合標(biāo)準(zhǔn)要求。還需要培訓(xùn)維修團隊的人員，選擇合格，專業(yè)和經(jīng)驗豐富的人員，確保隊員能夠相互配合，確保修理工作順利完成。

6.5 對給水泵的問題加以優(yōu)化

傳統(tǒng)的固定速率給水方法主要用于給水泵，但是這種方法存在一定的問題，并且還會造成較大的能量損失。因此，在優(yōu)化過程中，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)泵的漸進曲線和變化的數(shù)據(jù)進行設(shè)計，這種可變給水泵不僅可以提供有效的節(jié)能效果，而且還可以大大提高機組的發(fā)電效率，從而實現(xiàn)了冶金企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。在優(yōu)化過程中，最好的方法是提高冷凝器的真空度，并改變熱循環(huán)功率，使機組水真空泵的工作條件更加科學(xué)合理。

6.6 汽輪機機組振動過大及其應(yīng)對策略

蒸汽輪機操作中的棘手問題之一是蒸汽輪機單元的過度振動，這會損壞蒸汽輪機的軸承座和氣缸連接。可能的原因有以下多種：第一，轉(zhuǎn)子軸系中心不正；第二，轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡；第三，轉(zhuǎn)子熱態(tài)彎曲；第四，汽輪機運行中碰磨，汽封、油檔碰磨等；第五，汽輪機機組中，葉片損壞、斷裂、脫落等；第六，汽輪機中應(yīng)用的潤滑油質(zhì)量較差，甚至含有不少雜質(zhì)，軸瓦磨損等等。

7 結(jié)束語

在冶金企業(yè)發(fā)展中，優(yōu)化蒸汽輪機的運行在冶金廠的正常運行中起著關(guān)鍵作用。 但是，在冶金企業(yè)汽輪機的實際運行過程中，存在一定程度上使汽輪機運行復(fù)雜化的問題，因此，為了有效地解決汽輪機運行中的問題，有必要尋找合理的方法進行有效的優(yōu)化與改進。