大型火電廠主要設備包括鍋爐、汽輪機和發(fā)電機等,完成從熱能到機械能再到電能的轉換過程。設備與設備之間的耦合性、系統(tǒng)的復雜性,以及設備在高溫、高壓、高速旋轉的特殊工作環(huán)境下,決定了火電廠是一個高故障率和故障危害性很大的生產(chǎn)場所,這些故障都將造成重大的經(jīng)濟損失和社會后果。因此,通過*技術手段,對設備狀態(tài)參數(shù)進行監(jiān)測和分析,來判斷設備是否存在異?;蚬收稀⒐收系牟课缓驮?、故障的劣化趨勢,以確定合理檢修時機很有必要。開口閃點全自動測定儀采用大屏幕LCD液晶顯示屏,電腦控制試驗全過程。儀器具有自動升溫控制,自動點火掃劃,自動檢測閃點鎖定結果,并打印結果、自動關閉氣源。
火電廠主要設備的典型故障及其診斷方法
1.鍋爐的主要故障及診斷方法
(1)主要故障
①過熱器泄漏。過熱器泄漏爆管區(qū)集中在高溫過熱器下彎頭外圈向火側,主要原因是爐膛高度偏低,使該處出現(xiàn)過熱,此處也有選材裕度不足及焊接質量問題。
②省煤器泄漏。主要原因是飛灰磨損造成管壁減薄,特別是在穿墻管、爐墻漏風和彎頭處為常見
。
③水冷壁泄漏。主要原因是局部過熱和腐蝕,局部過熱是水循環(huán)破壞和管內(nèi)結垢造成,而火焰偏斜或燃燒區(qū)煙溫過高則使水冷壁高溫腐蝕。
④除塵器故障。主要原因有煙氣流速太快,灰粒的粒度較大,含塵濃度大,排煙溫度低于露點溫度等。
(2)診斷方法
在鍋爐故障診斷中,物理診斷方法有:紅外測溫技術,具體應用范圍有鍋爐火焰和燃燒狀態(tài)進行辨別與控制、熱力設備疲勞損傷、熱力設備熱機械學特征規(guī)律、熱力系統(tǒng)漏熱及保溫進行診斷與評價、鍋爐熱污染控制等;超聲波診斷方法,它可用來監(jiān)視爐膛上部區(qū)域的煙氣溫度,決定何時進行吹灰操作,保持鍋爐良好的運行性能,監(jiān)視爐膛各個燃燒器區(qū)域附近煙氣溫度,有助于識別和清除燃燒器故障導致的燃燒工況異常,同時可對污染物生成有重要影響的溫度的優(yōu)化控制,實現(xiàn)清潔燃燒;無損傷檢測技術是指對材料、部件進行的非破壞檢測,以期發(fā)現(xiàn)表面和內(nèi)部缺陷的一項技術。數(shù)學診斷方法有故障樹診斷法、模糊診斷方法等。在診斷系統(tǒng)方面,主要有清華大學研究開發(fā)的大型電站鍋爐遠程監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng),華中科技大學研究開發(fā)的循環(huán)流化床鍋爐在線監(jiān)測與狀態(tài)診斷專家系統(tǒng)等。
2.汽輪機組的主要故障及診斷方法
(1)汽輪機的主要故障
①不平衡。主要是由于轉子存在加工誤差和永jiu彎曲、葉片脫落、聯(lián)軸器漂偏、接長軸制造不良、受熱不均勻或材質缺陷而引起的熱撓曲等造成的。
②不對中。主要原因是滑銷系統(tǒng)卡澀,汽缸溫差超限,機組升速太快,真空下降過大,基礎不均勻下沉等,使機組膨脹不暢和軸承座膨脹不均勻,以及聯(lián)軸器偏心等。
③轉子碰摩。主要原因有汽封間隙設計和調(diào)整不當,汽缸膨脹不暢,汽缸熱變形過大,機組振動過大和軸向位移增大等。
④葉片脫落。主要是由于設計的強度不足,蒸汽參數(shù)波動較大,機組在電網(wǎng)周波變化較大和低負荷下長期運行,以及機組在小于額定轉速以下某轉速停留時間過長等。
⑤蒸汽激振。主要原因是由于高中壓轉子臨界轉速較低,并且高中壓轉子熱態(tài)下?lián)隙茸兓^大,軸承標高變化較大,接長軸的加工和安裝質量不良,聯(lián)軸器中心徑向或軸向誤差太大,軸系平衡和對中狀態(tài)惡化等,使高中壓轉子失穩(wěn)。
(2)發(fā)電機的主要故障
①油膜振蕩。主要是因為發(fā)電機轉子一階臨界轉速過低,并且三軸楔瓦穩(wěn)定性差,在載荷減輕時,其失穩(wěn)轉速過低。
②定子線圈絕緣故障。主要是由于磨損、老化、污染及腐蝕等原因使絕緣失效,造成局部放電和溫度升高,以及由于綁扎不緊、冷卻水泄漏、疲勞磨損等原因使絕緣層損壞,造成線棒位移和匝間短路。
③定子線圈過熱。主要是由于制造或安裝過程中某些缺陷使匝間短路,造成局部過熱。
④轉子繞組故障。包括接地、匝間短路和斷線故障。接地和匝間短路障礙主要是由于絕緣降低和損壞引起的,接頭開焊和熱變形會引起斷線。
⑤冷卻水系統(tǒng)故障。主要是由于冷卻水泄漏、管道異物堵塞、誤動作等使冷卻水流量降低和中斷,以及由于材料和安裝缺陷引起定子漏水。
(3)診斷方法
在汽輪機組故障診斷中,振動法是應用普遍也比較成熟的一種方法。應用熱力學分析診斷汽輪機組性能故障也是一個重要手段,另外還有油液分析、聲發(fā)射法、無損檢測技術等。聲發(fā)射法主要用于動靜碰磨故障檢測、泄漏檢測等。日立公司在350MW汽輪機高中壓轉子上設置試片,在兩端軸承的軸瓦處進行聲發(fā)射和記錄,診斷轉子的碰磨。在汽輪機組壽命診斷中,無損檢測技術應用相當重要,目前用到的非破壞性評價法主要包括硬度測定法、電氣抵抗法、超聲波法、組織對比法、結晶粒變形法、顯微鏡觀察測定法和X射線分析法等。
3.變壓器的主要故障及診斷方法
(1)主要故障
①線圈匝間短路。主要原因是絕緣老化或散熱不良或長期過負荷,由于短路電動力損傷匝間絕緣,繞組的材料或工藝方面的缺陷,進水受潮,大氣或操作過電壓的襲擊。
②繞組斷線。主要原因有短路電動力使線圈斷線,焊接不良,匝間短路。
③繞組對地擊穿。主要原因有主絕緣的老化,絕緣油受潮,繞組內(nèi)有雜質進入,過電壓短路時線圈變形損壞,因冷卻系統(tǒng)故障、冷卻油道堵塞、保護失靈從而產(chǎn)生整體或局部過熱以致絕緣損壞。
④繞組相間短路。主要原因與對地擊穿相似,也可能是引線間或套管間短路,油面過低。
⑤鐵芯片局部短路或局部融毀。主要原因是鐵芯或扼鐵的螺桿絕緣損壞,故障處有金屬片使鐵芯片短路,片間絕緣損壞嚴重,接地方法不正確構成電流環(huán)路。
⑥分接開關接觸不良,觸頭表面熔化。主要原因是結構裝配上存在缺陷,切換分接頭后,接觸不可靠,動觸頭彈簧壓力不夠,有載調(diào)壓裝置安裝調(diào)整不當。
⑦套管對地閃絡或爆炸。主要原因是表面積灰,臟污,裂紋,密封不嚴,呼吸器配置不當。
⑧負荷正常油溫升高。主要原因是繞組匝間短路,損耗增加,大電流連接處接觸不良,油位過低,冷卻效果差。
(2)診斷方法
在變壓器故障診斷中,常用的方法有振動分析法、油中氣體分析法、局部放電法、恢復電壓法、頻率響應分析法以及紅外診斷技術等。目前應用較多的主要是紅外診斷技術。在診斷系統(tǒng)方面,國內(nèi)外學者和研究單位在這方面進行了大量的工作,已經(jīng)研制出了具有故障檢測和初步診斷功能的專家系統(tǒng),如河南電力試驗研究所開發(fā)研究的電力變壓器故障診斷微機專家系統(tǒng)。此外,國內(nèi)有許多高校正在從事這方面的研究,取得了巨大的理論成果。
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