广东拓奇电力技术发展有限公司
摘要：在国内经济日益迅捷发展与加速电力改革进度的背景下，状态检修是当前检修工作发展的趋势，状态检修已在汽轮机检修中得到了一定程度上的应用。分析了国家维护的原则，阐述了国家维护的构成，提出了汽轮机状态监测的常用技术。
关键词：汽轮机检修；状态检修；专家系统；应用
引言：随着我国经济的快速发展，改革的深化和电力、火力发电厂为了适应当前的形势和要求，为了提高设备的利用率和生活水平，电厂设备的维修和维修工作十分重要。作为火电厂的主要设备之一，汽轮机的检修正从传统的定期检修及故障检修向状态检修过渡，本文分析了状态检修在汽轮机检修中的应用。
1状态维修原理分析
在火力发电厂中，大部分的设备的早期故障信号反应，如失败会出现在一些信号的不同特点，伤害是汽轮机部件之一，例如，可能在组件故障异常噪音和振动；如果轴承损坏，在轴承损坏之前会发生异常振动或高油温故障信号。从正常状态、故障状态，设备状态发展是一个动态的过程，因此，我们可以发现故障及时通过监测站点的信号和故障的性质，和变化规律有针对性的采取有效措施预防，这是实施状态检修的基础。
通过以上分析我们可以得出结论，对汽轮机进行状态监测的前提是汽轮机维修、状态监测主要是对当前状态与正常的运行状态，及时发现薄弱环节在系统和汽轮机检修的状态比固定时间和一般故障修理和维护，具有以下优点：（1）经济上节约了故障维修和定期维修费用；（2）增加了相关设备的使用效率及寿命；（3）发电可靠性得到了最大限度地保证；（4）减小了检修成本和风险。
2结构的维护
基于信息共享和信息公开的原则，通过对设备运行状态诊断模块的分析，通过对设备运行状态诊断模块的分析，构成国家大修系统，根据预先确定的设备和设备状态进行维修任务，可以完成设备的先进维护。因此，状态维护一般包括状态检测系统、故障诊断系统和状态监测系统。
2.1状态监测
状态监测包括信号传输设备监控和数据收集，收集到的数据是由离线和在线数据，在第二次故障发生集团电厂锅炉、汽轮机及其辅助系统监测技术和手段已经非常成熟，对振动信号采集也非常完美，我国大型机械的状态监测已实现，并已成功应用于实际生产。相关研究机构开发了大型汽轮机组振动监测与故障诊断系统、能量损失管理系统和故障诊断系统。
2.2状态信息分析与处理系统
信息处理系统的主要功能是处理监控系统提供的数据，分析设备状态，提取设备故障状态。常见的分析方法包括时域分析、传递函数特性分析和频域分析，等等，但也使用小波变换和傅里叶变换的信号处理方法，处理后的信号可以集成根据波形的形状可以直观表征设备运行状态、技术操作人员可以方便提取和识别。
2.3设备故障诊断专家系统
设备状态监测系统的安装，工作人员通过建立准确可靠的诊断专家系统，通过建立准确可靠的诊断专家系统，实现对设备和主人整体状态的了解，实现故障信息处理的诊断通过对设备运行状态的诊断，提取符号可以反映状态的变化，实现信息的综合处理和判断，确定故障的原因可能发生，位置和性质，形成了维护工作的指导。一般来说，专家系统由推理机、专家知识库和实时动态数据库组成。专家系统基于数据库中实时动态数据的分析结果，通过专家知识库对设备故障进行分析，完成设备状态的综合分析和诊断。采用网络诊断技术和相应的软件设计技术实现远程设备诊断。
3电站汽轮机状态监测的一般技术
3.1汽轮机振动监测
通常设备故障振动幅值会有明显的变化，因此汽轮机振动信号的状态信息是很多的，当单元操作改变了其振动信号从相同的变化因此，监测与故障诊断系统可以用来诊断，适当结合特定的数学方法可以有效地检测到设备状态的分析，达到设备故障信息提取的目的。同时作为一种非常成熟的技术，振动监测和分析可以实现对振幅和相位的全面监测，从而能够同时有效地诊断振动的原因，防止事故发生。
3.2石油污染监测
油、液状态检测是汽轮机运行中一个重要的参考标准。石油汽轮机油在各种设备中在各种设备的混合和生产中产生污染，被污染的石油含有大量的信息，根据这些信息元素可以确定石油的组成和大小，然后鉴别相关的机械和设备故障。
3.3叶片应力监测
叶片失效是汽轮机计划外停电的主要影响因素，应加强叶片失效的过程，成功开发了许多国外评价软件叶片寿命，实现了基于叶片动态特性的实时数据分析。根据等基本力学研究热弹性力学、断裂应力评估蒸汽涡轮发电机转子可以完成各种工况温度和转子的应力分布的计算，所以能够指导单位启动机和增加负载，同时可以计算出转子的使用寿命。
3.4单元整体状态监测
主要是为了实现汽轮机汽轮机性能综合监测的总体状态，实现对汽轮机运行状态的全面了解，从而掌握运行成本波动规律，提高涡轮运行的经济效益。此外，汽轮机的波动性能在某种意义上，可以反映出汽轮机的整体健康程度，使用性能监控和故障诊断的故障及时汽轮机部件，与此同时，通过对汽轮机状态的把握也能够实现经济运行的汽轮机，为了减少损失的运行，达到优化的目的。
4基于可靠性的汽轮机的状态维护
4.1基于统计分析理论的设备寿命分析
因为产品的失败是随机发生的，所以产品的寿命也会随机变化，如果T被用来表示产品的寿命，而t1，t2，…，tn则是T的一组观测值，通过统计分析理论就可以确定T的分布参数和分布类型。f（t）为产品在寿命T中分布的概率密度函数，所以得出产品的可靠性函数为R（t）、失效性函数为（t）和平均故障的工作时间MTBF的计算公式为：
4.2基于可靠性理论的威布尔分析
若f（t）服从两参数的威布尔分布时，则f（t）、R（t）、（t）和MTBF的计算公式分别可以表示为：
式中，表示设备尺度参数，m表示设备形状参数。用形状参数m可以确定汽轮机部件的失效类型。即：当m<1时，失效率为递减型，是早期失效问题。当m=1时，失效率为恒定型，是偶然失效问题。当m>1时，失效率为递增型，是耗损失效问题。
4.3实例分析
存在轴承振动低频分量是发电机轴承油膜发生振荡的必要条件，所以将轴承的垂直振幅当做轴承油膜振动监测的特征量，并从该特征信号中提取相应的低频分量作为故障的预兆。设故障的判据界限值A0为一个常数，且A0=0.8m，故障判据为A>A0，A服从正态分布。根据统计学的理论确定A的均值和标准差，假设轴承油膜的振荡故障概率的FA分布为：
案例1：某汽轮机的发电机轴承中低频分量的统计数据如表1所示，轴承a在导致电站的运行中没有发生过油膜振荡现象，轴承b在运行过程中发生了多次油膜振荡现象，故障的振荡结果同实际情况是基本符合的。
案例2：某型号汽轮机第13级叶片，叶片高132mm，8台机组的该级动叶片在运行过程中发生了10次叶片的故障。10个叶片寿命的数据从小到大的排序分别为：8677，11193，12098，12626，15375，17284，21374，23400，29576，52375。对该级叶片的寿命数据进行分别检验，证实这11个寿命数服从威布尔分布计算，得到=2363，m=1.7843，MTBF=19916h。m>1与实际该级叶片B0型共振引起的疲劳耗损失效的原因一致。
结束语：相对应于传统周期性的检修与故障检修来说，状态检修具有的优点很明显，即提高汽轮机组的运行可靠性，降低维护成本等。这些优点体现了经济效益和社会效益。而传感器技术、计算机网络技术、神经网络技术以及信号处理技术的发展、故障诊断和专家诊断技术的成熟，都有利于维护系统的进步和发展。在未来，应大力发展汽轮机的状态监测技术，实现汽轮机的状态维护，为汽轮机的设备维护提供一个高效、智能化的决策环境。另一个国家大修也是一个非常具有挑战性的任务，汽轮机的状态监测和故障诊断是一个长期的过程，专家系统的现场经验是一个非常缓慢的过程，因此，在充分总结汽轮机运行和维护管理经验的基础上，有必要进行统一规划和阶段性实施。本着“经济、务实、可靠”的原则，我们应积极应用在线监测技术，在不损失任何时间的情况下，开展适合国情和工厂条件的国家维护工作。
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