多種類潤滑油狀態
智能在線監測系統
一、摘要
主要針對火力發電企業現行運維體制進行解析，獲取影響電力行業裝備運維整體水平關鍵因素，運用摩擦學多信息融合技術，研制相應的汽輪機動態數據獲取終端，采用多信源交互的綜合數據處理模式，終建立動態的智能體運維系統。本項目在實施過程中動態數據獲取端取樣方式采用原位無損智能取樣方式，數據源采用同行業多跨度多運行工況動態數據流，數據處理采用多信息融合技術，建立基于模糊集理論推理的數據模型。在保障汽輪機平穩運行的同時，實現視情動態運維模式，提高發電廠設備管理效率與質量，對于發電企業經濟效益的提升產生積極的影響。
二、技術背景
2.1火電行業當前狀況
目前，對火電具有取代作用的電能包括水電、核電、風電、光伏以及其他的發電方式。但是目前來看，由于新能源的開發受到技術和資源的限制，新能源發電成本遠遠高于火電，另外考慮到光伏、風電、水電等受到時間、季節、電荷不穩等諸多限制，以及目前電網接納能力不足、系統調峰能力不足等因素，火電仍是電網公司保證電荷穩定的優先選擇。因此，預計短期內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
隨著電力技術不斷革新，發電設備的質量、可靠性不斷提高，汽輪機在不斷革新改進過程中越來越復雜、精細，對其設備運維的技術需求也越來越多元化，而目前設備運維的發展卻止于幾十年前，雖然有些零星的新技術手段開始進行運用，但是有關于摩擦相關的動態技術應用也相對較少，在電力行業關鍵設備運行過程中造成了各種損失和嚴重的生產事故：
案例1
機組規模 | 廠家 | 型號及其它 | 出現問題 |
600MW 機 組 | 東方汽 輪機廠 | 日本日立公司提供的技術制造的沖 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.油質不好導致 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化驗結果為合格。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。
該機組沖管結束后，對#2軸承進行翻瓦檢查，結果發現，該處支持軸承軸瓦有明顯拉毛現象。疑是有異物進入軸瓦所致，聯想到此前各潤滑油進油濾網多次被臟物堵塞，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 致軸瓦與轉子磨擦增大、發熱所致。
● 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到
603r/min 進行磨擦檢查時發現＃7 瓦#2 金屬溫度達105℃，此時主機轉速為
402r/min，然后此點溫度回落；17時21分，主機轉速38r/min時，＃6瓦#2金
屬溫度到達113℃，隨后，主機轉速很快為O，投主機盤車后此兩處金屬溫度慢 慢回落，穩定后，#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嚴重破碎（面積約為1/5），破碎濾網形成的細剛絲進入潤滑油系統，而潤滑油系統中冷油器出口的濾網與其旁路在運行時均在投用狀態；
（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 發現類似情況。
機組規模 | 廠家 | 型號及其它 | 出現問題 | 300MW機組 | 國產不詳 | 300MW亞臨界汽輪發電機組 | 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，發現許多纖細剛絲、黑泥狀與顆粒狀物質。 案例2
某電廠300MW汽輪機組在運行過程中，經過一次負荷急劇下降恢復正常運行后發現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，通過檢查發現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。同時發現隨著機組負荷的變動，潤滑油箱油位也產生較大波動。
汽輪機軸封系統狀況良，是造成機組潤滑油系統進水的重要原因，為確保該系統正常運行必須選擇足夠的軸加風機出力、維持軸封加熱器的真空度、調整合理的軸封供汽壓力，終在調試、運行中找到一個合理的參數區間是消除了汽輪
機組規模 | 廠家 | 型號及其它 | 出現問題 | 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、八級回熱抽汽 | 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。 |
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機軸封冒汽、解決潤滑油系統進水現象。 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電機組，自2011年6月開始運行#2主機潤滑油油質出現水分、顆粒度超標，造成油品產生 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，轉子與軸瓦直接摩擦，甚至軸瓦燒損。
2.3基于大數據的汽輪機運維需求
目前有關于“工業 4.0”、中國“制造業2025”的技術響應已經在進行中，各行業紛紛提出新一代運維理念，主要是為了提高企業自身競爭力和適應力，在數字化、智能化、網絡化的大環境下，拉動傳統工業往智能工業方向升級，從而滿足未來市場更快速、更個性化的需求響應，并實現更低的制造成本。
對于火力發電企業來說，機組的各項輸出參數經過近些年的發展 和更新，已經得到突飛猛進的發展，但是相對應的設備保障目前還處于低端環節使得其在信息的收集和分析能力上有所欠缺，（從狀態數據收集到故障診斷和預測整個過程的自動化、智能化水平較低，而且為維持設備備完好率，必須要準備大量的維修備件、保障設備和人員，嚴重制約了保障效率和效益的發揮）造成特別是與新型機組設備匹配的生產能力的保障（設備運維能力）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的差距。
目前國內部分先進制造業已經開始發展基于綜合信息資源的自主式保障，模式通過動態的信息系統，將生產計劃、維修訓練和維修保障作業等各種要素集成起來，對生產設備的狀態進行實時監測，根據監測結果自主確定合適的維修方案，在設備使用期間預先啟動維修任務規劃和維修資源調配，在適合時機進行維修，確保生產設備保持良好的狀態。本項目的實施擬借助信息技術等高新技術，首先實現將基于運轉設備動態信息流獲取，然后通過數據鏈的搭建進行相應的綜合信息處理，實現保障信息一體化；二是進一步規范和強化設備自診斷、預測與維修保障能力；三是進一步縮減設備保障環節，優化保障體系和資源，達到、機動、快捷、經濟保障的目的。
