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摘要:现阶段火力发电厂和核能发电厂以汽轮发电机作为重要发电装置,因此对该设备的在线监测十分重要。本研究尝试分析当前阶段汽轮发电机在线监测应用的几点建议,旨在推动汽轮发电机的高效应用。
关键词:汽轮发电机;在线监测;监测装置
前言
以电子信息技术的发展作为开端,在线监测装置开始在汽轮发电机上得到应用,且效果良好。当前我国的社会生产活动中,发电设备的维修工作都存在事后维修、过渡维修等问题,这与很多发达国家的按需维修理念不相符合,体现出我国发电设备检修工作模式滞后的问题。在线检测装置的应用,能够提升发电设备维修工作的预测能力与按需维修能力,可以实现资源节约和高效生产的目标。因此当前汽轮发电机在线检测设备应用路径应该得到深入探讨。
1.国内外简况
由于目前电力资源已成为人们生活中不可缺少的一部分,因此对汽轮发电进行进行监测越来越受到人们的重视。而且人们为了更好的了解当前汽轮发电机的在线监测的实际应用情况,国际上已经设立了专门的管理机构对当前各国的应用情况进行了一定的控制管理,并且在20世纪90年代末还提出了相应的调查大纲。而这些调查大纲的提出,主要是为了更好的了解发电厂中存在的各方面元素在对各种形式的监测模式的认可程度,而且对各种监测模式的统计,也有利于人们确立监测模式的成熟程度,从而决定这种监测模式是否可以用于在社会当中。这种调查大纲主要是对汽轮发电机进行统计,而且对于已使用的发电机以15年的期限进行区分,并且把发电机的容量进行不同程度的分级。随着我国汽轮发电机在线监测技术的不断发展,我国已经在全国范围内进行了比较全部的调查,并且已经得到了理想的效果。
2.设备在线监测应遵循的原则
第一,以发电机自身的运行状态为基础,循序渐进开展监测活动,预知可能发生的危险情况。在线检测装置能够代替传统的突发事故瞬时记录设备,对机械设备的运行状态进行全程监测和记录。
第二,汽轮发电机制造商在生产新型设备以及设备试运行阶段,要积极应用在线监测装置,对新设备的运行情况进行跟踪记录。
第三,发电机制造商、试运行单位、在线监测装置供应商作为三个主体参与监测工作,获取监测数据,为专家解读做好准备之外,也可以提供离线分析服务,这个过程中不能推诿责任,各主体针对监测结果承担相应责任。
3.汽轮发电机的概率和在线监测
汽轮发电机是与汽轮机配套的一种发电设备,而且它是以汽轮驱动作为发电设备发电的原理,并且主要是通过锅炉反应中产生的蒸汽气压进去多汽轮机的内部使其膨胀做功。从而导致汽轮发电机的叶片转动,而带来发电设备进行发电。目前,这种汽轮发电机已经广泛的应用在火力发电厂和核能发电厂中。
在线监测设备应用于汽轮发电机的运行状态监测中,可以为设备运检、维护提供参考,实时反应设备工作状态,也对设备起到一定的保护作用。
目前我国的汽轮发电机在线监测支撑着预知维修和状态维修工作,预知维修就是针对正在常规运行的设备进行运检,预知性判断设备的各项功能,当预测到这些发电设备在正常运转中有可能出现问题时,我们就对其进行维修养护,以保证发电设备的各方面的功能;而状态维修主要是针对检查仪器的实用性和可靠性进行实施的,在对发电设备的在运转过程中出现的各种状态问题进行一定的程度的维修监测,例如当我们发现发电机的容量大小和运行时间,在正常使用下的情况有所不同时,我们就要对其进行在线监测,从而发现其中存在的问题。由此可见,合理的采用不同的监测方法对发电设备进行监测是十分重要的。
4.针对我国线监测装置应用现状进行初步分析
在目前,国内200 MW及以上汽轮发电机配置的在线监测装置中有直读与解读二大类型。
4.1直读型在线监测装置
国内正在使用的有HPA、SCW、HLM、HDM、HLOM[1]。这类装置在线监测获得的数据或趋势曲线可直接读到,无需专家解读,可从数值中得知某参数的状况。这与早已掌握的发电机电参数(有功、无功电压,电流……)、某些非电量(温度、压力、流量、轴振……)等在线监测十分相似,其中HPA、SCW、HDM还大量使用国外产品。这类直读型设备可信度较高,很少有漏报、误报现象。下面分别介绍这些装置的特点。
4.2解读型在线监测装置
国内正在使用的有SEVM、RSTD、STOM、GCM、RFM或PDM。这类在线监测装置由于装置比较复杂或预示面广且重要,其测试结果一般需要专家解读,特别是根据监测结果做决策时更需要专家会诊[2]。下面分别介绍这些装置的特点。
RSTD(转子匝间短路监测器):可预示由转子匝间短路引起的转子振动、转子接地,由转子匝间短路造成的护环烧损等故障。国产RSTD的灵敏度较高,在300MW发电机上有2台在线运行经验及10多台离线运行的业绩,正准备在600MW发电机上安装,保持当前试用性质是合适的[3]。
STOM(转轴扭振监测仪):该设备有扭振测量、扭振保护、扭振应力分析3种主要功能。它可预报的故障类型有轴疲劳积累、次同步振荡、大轴裂纹及转子不平衡负荷等故障。国产TVDS-B型轴系扭振监测仪在300、600MW上有6台运行业绩,已捕获过数次事故扭振记录。进口的2台尚未安装,STOM除核电外,国外很少用于火电,从性价来讲,国产STOM要优于进口产品。
建议
立足我国目前汽轮发电机在线监测的设备装置应用水平,本研究重点给出如下几点建议:其一,在线监测设备应用过程中要以基本的配置原则为准,设备制造商、使用单位以及在线监测装置供应商三方主体参与设备监测活动,获取精准数据,提升各项资源利用率;其二,解读型在线监测装置使用过程中,要以严谨的态度选择典型汽轮发电机的安装设备;其三,有上述三方主体成立工作小组,共同选择典型机组开展在线监测活动,实现跟踪监测目标;其四,GCM、RFM(或PDM)的解读过程繁琐,需要更多的科研投入。
参考文献
[1]邢得富,叶晓辉.火电厂汽轮发电机励磁电刷冒火原因分析及防范措施[J].硅谷,2015,8(03):245-246.
[2]王宏生.汽轮发电机运行故障诊断与预防[J].科技创新与应用,2015,21 (13):110-111.
[3]李春辉,温海明.汽轮发电机定子铁心设计中几个问题的研究[J].中国科技博览,2015,3(11):380.