摘要:状态检修技术属于集科学性与应用性于一体的高度综合交叉技术,是通过自动传感器获得相应的水电机组运行状态数据,并将这些数据通过智能化的数据处理平台进行处理,最后对水电机组的运行状态进行判断,分析水电机组是否处于需要检修的故障状态。状态检修技术是水电机组检修未来发展的方向,本文主要对状态检修技术提出了几点思考。
关键字:水电机组;状态检修;技术;思考
传统检修模式下的水电机组检修主要是按照单位制定的规章制度,按照一定的时间进行检修,这种检修对于设备的实际状态的考虑较少,到期就会进行检修,造成了大量的检修浪费及其检修成本的增加。水电机组状态检修技术具有定期检修所不具有的科技含量和优势,是水电机组检修的发展方向。但与外国发达国家相比,我国水电厂状态检修中仍存在一些问题和不足,如状态检修还无法完全实施,监测装置的功能还不够完善,在线监测系统的功能不够完善等,笔者结合实际工作经验,分析了水电机组状态检修技术及其推行策略。
1水电厂状态检修中仍存在的问题
1.1状态检修还无法完全实施
状态检修自开始在水电厂推行以来,历经了20多年,虽然在这方面的研究和实践都取得了进步,为状态检修奠定了一定的基础,但是毕竟这项技术的起步相对于国外而言较晚,在各方面都还存在着问题。因此,要想真正把状态检修技术完全地应用到水电厂的实际项目中还需要时间和实践。
1.2监测装置的功能还不够完善
完整的在线监测系统中各监测装置的功能不仅限于准确可靠的信号采集并存储、参数通道名称、工况状态监测数值显示、报警、开停机趋势显示等功能,还应该具有信号分析能力、特征信号的辨识能力,从而反映运行设备的内在状态。而目前国内的大多数监测装置的功能仅仅限于一些普通的功能,缺乏信号分析能力、特征信号辨识能力。这一现状的存在,使得在线监测系统的功能很难完善。所以,如何提高监测装置的能力是一项需要重视的问题。
1.3在线监测系统的功能不够完善
完整的在线监测系统不仅仅要拥有设备状态监测的功能,还应具备一套完善的专家诊断系统。然而,目前的大多数水电厂的在线监测系统还仅仅停留在状态监测的步骤,缺少对状态监测的结果进行诊断的功能。这种现状的存在,使得在水电厂配置的在线监测系统无法进行设备运行状态的诊断和预测。虽然有一部分在线系统具备自动诊断状态检修模式,但这种模式也仅限于咨询诊断阶段,距离真正适用的、可靠的、准确的故障诊断专家系统还有很大的距离。
2水电机组状态检修技术
状态检修技术的推行和应用并不是一蹴而就的事情,需要电站长期的数据积累,必须首先弄清楚机组运行的健康状态,再做出已存在或可能会发生的故障判断,最终为检修周期、检修方式提供参考依据。下面从状态监测、故障诊断和状态检修三个方面,简要介绍一下状态检修技术的研究和应用现状。
2.1状态监测技术
水电机组的状态监测主要是指通过对表征机组运行状态的参量实行监测,以便运行人员及时了解机组的运行状态,及时发现事故隐患,采取措施处理,从而减少事故的发生和损失,保证安全经济运行。通过对机组运行状态的监测,为制订大、小修计划和方案提供数据参考和技术支持。水电机组的运行状态与水力、机械、电气等因素都有直接的关系,状态监测也涉及多种参数和方法。同时,通过引入其他系统,如监控系统油温、瓦温、油位及冷却水温度等变化较慢的过程量数据,以及有功功率、转速、水头等工况参数,使状态监测系统能够对机组运行状态有较为全面的了解和评估。
目前,国内外应用较多、技术较为成熟和实用的水电机组状态监测技术包括:机组稳定性监测技术、发电机局放监测技术、发电机气隙和磁场强度监测技术、水轮机效率监测技术、主变压器油气监测技术等。另外,近年来转子红外测温等技术也逐渐走向成熟和实用。
2.2故障诊断技术
水电机组属于低速旋转机械,故障的发展一般是渐变过程,突发的恶性事故较少,而这类跳变和异常通常由监控系统实时处理。所谓的水电机组故障诊断,主要是指发现存在从量变到质变这种渐变过程的故障或隐患,通过捕捉事故征兆和早期预警,使得防范故障成为可能[引。简言之,故障诊断的关注点应该是:在事故发生之前,提出预警和解决方案。水电机组的故障诊断过程:首先必须提取机组状态信息和故障征兆,再进行故障的识别和推理,最后对故障进行预测和分析。其中故障的识别推理方法,一直是研究的热点。目前应用在水电领域较多的诊断方法有:基于规则的诊断方法、基于故障树的诊断方法、基于贝叶斯网络的诊断方法、基于神经网络的诊断方法、基于灰色理论的推理方法等。
2.3状态检修技术
所谓状态检修,就是根据设备功能和性能,即状态的劣化程度实施对设备的检修。实施“状态检修”,需事先确定一个标准,当设备状态的变化达到或超过这个标准时,就确定对该设备进行检修。判断是否需要检修所需的标准有两种情况:一是设备的单项指标,二是设备的综合指标。单项指标是表示设备状态的基础,需要逐一制定,单项指标超过标准限值也需要检修。综合指标既指一项设备或部件的多种指标,也指一台复合设备的多项指标,例如机组的振动、空蚀、碰磨状态等等。
如何通过各项指标确定检修项目及规模,需视具体情况而定。目前状态检修有两种基本方式,一是人工方式,由工程师根据监测系统提供的数据确定是否进行检修,以及检修内容和检修工艺。这是状态检修的初级阶段,也是最主要的方式。二是自动方式,由状态诊断专家系统分析,确定是否检修以及检修内容和检修工艺。自动方式是“状态检修”的高级阶段,是高科技、高技术在状态检修中应用的最高境界。
3水电机组状态检修技术推行的几点思考
3.1认清当前阶段技术发展现状
发展水电机组状态检修技术需要结合实际情况,认清楚当前技术水平。针对水电机组状态检修是一项极为复杂的工程,需要不断的积累经验和数据。只有建立起相应的数据库,对水电机组进行长期的数据积累才能够确保数据足够准确的用于故障诊断技术,最后才能够进行状态检修。
3.2建立水电机组状态检修技术管理制度
健全的管理制度和合理的人员权责分工是做好水电机组状态检修技术的关键点。目前在推行水电机组状态检修技术工作上,高层次的管理者极为重视,但是基层的管理制度未建立落实,影响了水电机组状态检修的推广,因此水电机组运维单位需要建立健全水电机组状态检修技术管理制度。
3.3状态检修与定期检修结合
当前状态检修技术不能够完全满足水电机组的运行维护需求,因此为了确保水电机组的正常运行,需要将状态检修和定期检修两者相结合,通过对不同机组不同的检修模式选择,确定最佳的检修计划,确保水电机组正常运行。
4结语
要达到状态检修的最终目的需要提高水电厂发电设备运行可靠性,在水电厂开展计算机设备状态监测和诊断系统的应用研究,它对社会影响效益与经济效益都是很大的。水电厂的状态检修技术完全地应用到实际项目中还有很长的发展空间,这需要相关的检修人员不断地进行实践以及相关的监测装置开发人员不断地对装置进行改进与完善。
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