多种类润滑油状态智能在线监测系统

多种类润滑油状态

智能在线监测系统

一、摘要

    主要针对火力发电企业现行运维体制进行解析，获取影响电力行业装备运维整体水平关键因素，运用摩擦学多信息融合技术，研制相应的汽轮机动态数据获取终端，采用多信源交互的综合数据处理模式，终建立动态的智能体运维系统。本项目在实施过程中动态数据获取端取样方式采用原位无损智能取样方式，数据源采用同行业多跨度多运行工况动态数据流，数据处理采用多信息融合技术，建立基于模糊集理论推理的数据模型。在保障汽轮机平稳运行的同时，实现视情动态运维模式，提高发电厂设备管理效率与质量，对于发电企业经济效益的提升产生积极的影响。

二、技术背景

2.1火电行业当前状况

    目前，对火电具有取代作用的电能包括水电、核电、风电、光伏以及其他的发电方式。但是目前来看，由于新能源的开发受到技术和资源的限制，新能源发电成本远远高于火电，另外考虑到光伏、风电、水电等受到时间、季节、电荷不稳等诸多限制，以及目前电网接纳能力不足、系统调峰能力不足等因素，火电仍是电网公司保证电荷稳定的优先选择。因此，预计短期内火电依然会是我国重要的电力来源。

2.2汽机磨损摩擦事故案例

    随着电力技术不断革新，发电设备的质量、可靠性不断提高，汽轮机在不断革新改进过程中越来越复杂、精细，对其设备运维的技术需求也越来越多元化，而目前设备运维的发展却止于几十年前，虽然有些零星的新技术手段开始进行运用，但是有关于摩擦相关的动态技术应用也相对较少，在电力行业关键设备运行过程中造成了各种损失和严重的生产事故：

案例1

●2004年2月19日凌晨2点10分，#3机组汽轮机#2轴承温度开始上升， 终稳定在约70℃（其它轴承温度均小于32℃）。停主机盘车后，该处温度缓慢下降，再次投用盘车，该处温度又重新回升。当时该机组正处于冲管阶段，汽轮机盘车投用，盘车启动前主机润滑油质化验结果为合格。检查各顶轴油压力

（#3-#8轴承），与盘车前期比，均无明显异常；检查#2轴承润滑油供油及回油，未见异常。检查温度测点，未见异常。

该机组冲管结束后，对#2轴承进行翻瓦检查，结果发现，该处支持轴承轴瓦有明显拉毛现象。疑是有异物进入轴瓦所致，联想到此前各润滑油进油滤网多次被脏物堵塞，基本认为#2轴承在盘车期间温度缓慢上升系脏物进入轴瓦，导 致轴瓦与转子磨擦增大、发热所致。

●   2005年6月24日下午16时50分左右，＃6汽轮机准备第二次冲转到

603r/min 进行磨擦检查时发现＃7 瓦#2 金属温度达105℃，此时主机转速为

402r/min，然后此点温度回落；17时21分，主机转速38r/min时，＃6瓦#2金

属温度到达113℃，随后，主机转速很快为O，投主机盘车后此两处金属温度慢 慢回落，稳定后，#6瓦、#7瓦的#2金属温度均比其它各瓦高4℃左右，而该处

#1金属温度正常。

（1）安放在主油箱中的润滑油回油滤网严重破碎（面积约为1/5），破碎滤网形成的细刚丝进入润滑油系统，而润滑油系统中冷油器出口的滤网与其旁路在运行时均在投用状态；

（2）#6轴轴颈有严重刮痕，刮痕特征为：由顶轴油孔向两端逐渐加重，大刮痕约为2mm宽、0.7mm深,共有17条；#6轴上瓦有轻微局部磨伤，而#6轴 下瓦拉伤情况严重：电机端顶轴油囊基本被磨损或被磨损的乌金填平，电机端瓦的表面乌金磨损严重，而汽端乌金表面有严重拉毛现象，有拉毛处附着大量的纤细刚丝。

（3）#7轴处情况与#6轴处相似，但不及#6处严重；检查其它轴、瓦，均 发现类似情况。

（4）对主油箱进行清理，发现许多纤细刚丝、黑泥状与颗粒状物质。 案例2

    某电厂300MW汽轮机组在运行过程中，经过一次负荷急剧下降恢复正常运行后发现大机润滑油箱油位异常升高，在不到一天的时间，油箱油位升高 10cm，通过检查发现大机油箱中润滑油上部浮有一层油花；汽轮机轴承油位观察窗上部有一层油花，油色呈乳白色；油中有水后润滑油压有所下降；轴瓦温度有所上升；油净化器疏水量增大，外挂大功率真空滤油机后才控制油位上升趋势。同时发现随着机组负荷的变动，润滑油箱油位也产生较大波动。

    汽轮机轴封系统状况良，是造成机组润滑油系统进水的重要原因，为确保该系统正常运行必须选择足够的轴加风机出力、维持轴封加热器的真空度、调整合理的轴封供汽压力，终在调试、运行中找到一个合理的参数区间是消除了汽轮

机轴封冒汽、解决润滑油系统进水现象。 案例3

    天津国投北疆电厂一期 2x1000mw超超临界抽汽凝汽式汽轮发电机组，自2011年6月开始运行#2主机润滑油油质出现水分、颗粒度超标，造成油品产生 乳化，乳化后的润滑油的粘度降低，造成轴承中轴与瓦之间的油膜厚度减小，转子与轴瓦直接摩擦，甚至轴瓦烧损。

2.3基于大数据的汽轮机运维需求

    目前有关于“工业 4.0”、中国“制造业2025”的技术响应已经在进行中，各行业纷纷提出新一代运维理念，主要是为了提高企业自身竞争力和适应力，在数字化、智能化、网络化的大环境下，拉动传统工业往智能工业方向升级，从而满足未来市场更快速、更个性化的需求响应，并实现更低的制造成本。

    对于火力发电企业来说，机组的各项输出参数经过近些年的发展 和更新，已经得到突飞猛进的发展，但是相对应的设备保障目前还处于低端环节使得其在信息的收集和分析能力上有所欠缺，（从状态数据收集到故障诊断和预测整个过程的自动化、智能化水平较低，而且为维持设备备完好率，必须要准备大量的维修备件、保障设备和人员，严重制约了保障效率和效益的发挥）造成特别是与新型机组设备匹配的生产能力的保障（设备运维能力）相对落后，距离全面地、有效地管理信息和综合使用信息还有相当的差距。

    目前国内部分先进制造业已经开始发展基于综合信息资源的自主式保障，模式通过动态的信息系统，将生产计划、维修训练和维修保障作业等各种要素集成起来，对生产设备的状态进行实时监测，根据监测结果自主确定合适的维修方案，在设备使用期间预先启动维修任务规划和维修资源调配，在适合时机进行维修，确保生产设备保持良好的状态。本项目的实施拟借助信息技术等高新技术，首先实现将基于运转设备动态信息流获取，然后通过数据链的搭建进行相应的综合信息处理，实现保障信息一体化；二是进一步规范和强化设备自诊断、预测与维修保障能力；三是进一步缩减设备保障环节，优化保障体系和资源，达到、机动、快捷、经济保障的目的。