主汽轮机本体（精选七篇）
主汽轮机本体 篇1
珠海金湾发电有限公司#3、#4机组采用两台上海汽轮机厂生产的超临界600MW汽轮机, 其型式为超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压、单轴冲动凝汽式汽轮机, 部分运行参数如表1所示:
二、主汽轮机本体温度监测概述
汽轮机本体温度监测分布及功能:
汽轮机的功能、容量、蒸汽流量、转速调节以及压力控制都是基于额定蒸汽参数下的运行。为避免汽轮机运行超出额定工况, 对汽轮机本体的蒸汽及金属温度实行连续实时监测是一项必不可少的监测手段。
(1) 主汽轮机本体的温度测点分布如图1。
(2) 主汽轮机本体温度测点按测量位置和作用如表2。
综上所述, 主汽轮机本体的温度测量对汽轮机启停、阀切换、正常运行等过程的监测功能是必不可少的, 是对主汽轮机运行状态的控制、报警的重要参数依据。
三、主汽轮机温度测点综合故障及分析
下面是从2007年至今整理的珠海金湾发电厂#3、#4机组主汽轮机本体热电偶有关的缺陷汇总 (见表3) 。
由表3可以看出, 珠海金湾发电厂#3、#4机组主汽轮机本体温度测量系统热控故障常见的有两类:
1. 接线松动
此类故障发生频率相对较高, 因热电偶安装在主汽轮机本体上, 而且接线端子箱也靠近汽轮机, 而汽轮机及附近区域正常运行为高温振动区域, 在这个区域内很容易使元件的接线振松。
为消除此类缺陷, 维修人员在机组停运时对接线端子进行清洁、紧固维护;由于机组日常运行中无法在线紧固接线, 维修人员制定了以日为周期的点检制度, 通过对机组运行参数的周期性监视及早发现松动现象并进行处理。
2. 温度元件损坏
其原因可细分为3类:
(1) 环境温度高导致温度元件熔化。汽轮机本体环境温度比较高 (正常满负荷运行一般在550～600℃之间) , 容易造成热电偶测量元件接头熔化而短路。对于此类缺陷我们通过技术改造对原来的热电偶进行了换型改造, 更换为更适合现场高温工况的铠装热电偶, 成功地消除了此原因造成的热电偶元件故障。
(2) 热电偶元件因运行环境、时间因素所导致老化故障。此类故障因为我们更换新型热电偶前发生次数也比较多, 但在技术改造对原热电偶进行换型后已经基本消除。根据厂家提供的数据, 铠装热电偶的现场使用寿命大于600MW机组汽轮机A级检修的最大周期。因此, 我们可以在B级检修以上的检修中对热电偶进行检查和更换, 这样就能消除热电偶元件老化带来的缺陷。
(3) 保温材料的腐蚀导致温度元件损坏。此故障在#3机组2009小修中发现一项, 此铠装热电偶测量位置是#3机高压外缸排汽端壁金属温度, 经过约一年的运行时间, 被保温层中的酸性物质所腐蚀而折断。事后分析, 珠海金湾发电厂汽轮机的保温材料成分是普通硅酸铝, 而该部位在2008年度A级检修投入运行后曾被管道蒸汽凝结水浸泡, 硅酸铝与水混合后加剧了对金属的腐蚀, 最终使热电偶折断。我们结合其他电厂的经验, 在热电偶导线埋入保温层部分加装一段2mm×8mm不锈钢套管对其进行保护, 基本消除此类缺陷。
四、结论
珠海金湾发电有限公司#3、#4机组投运至今已2年多了, 经过设备部点检和维修人员的不懈努力, 已经将汽轮机本体测温热电偶故障降低到一个非常低的水平, 并且通过不断地总结将维护经验扩展到机组其他同类型的温度元件检修中, 为机组的稳定、高效运行作出应有的贡献。
摘要：文章介绍广东珠海金湾发电有限公司2X600MW机组主汽轮机本体温度控制原理, 结合对日常设备故障的分析, 探讨对主汽轮机本体热电偶的维护和检修方法。
关键词：主汽轮机本体,温度监测,热电偶
参考文献
汽轮机本体安装 实习总结 篇2
实习总 结
汽轮机作为动力站最主要的设备之一，也是未来检修最复杂的设备。公司安排我们跟着新疆电建本体班进行安装实习，希望我们可以从中学到技术与作风，来培养我们的能力。本汽轮机为双缸、双排汽、双抽汽、凝汽式汽轮机，汽缸分为高压缸和低压缸两部分，高压缸是单层结构，内装有高压喷嘴室，中压喷嘴室（I、II），四级持环，平衡活塞汽封和前后汽封等部套，高压缸通流部分包括**单列调节级和二十一级压力级组成。低压缸为双层缸结构，有外缸和内缸，通流部分内装有左右各六级压力级是双流、双排汽。在高压和低压缸之间经两根有柔性补偿能力的连通管连接.在安装前，所以的设备都要经过开箱验收，清扫以及必要的检修后才进行一步步的安装，一下的大体的安装步骤： 1.土建基础交接 2.基础画线以及基础尺寸符合 3.设备清点 4.汽轮机台板以及垫铁研磨 研磨台板：是在两台板间抹上红胆粉，相互推研，把他们移开看看他们的接触情况，用磨光机打研，就这样来回。当接触点的面积在75%以上、均匀分布且两丝不进为好（或一个平方厘米有三、四个点、均匀分布且两丝不进就可以了）。垫铁研磨：和台板的研磨差不多，只是它在研磨板上研磨而已。5.各轴承座就位与找正 通过土建给的基础，他们画的中心线通过钼丝（钼丝的特点是细且刚度好）进行找中心，等找好中心后按设计给的标高进行高低调整。打标高，结合他们给的设计标高加工平垫铁。再经过平垫铁与楔形垫铁的配合进行调整。先通过打标高进行粗找（精确度在1mm以内），再通过合像水平仪，两者结合进行精找。（当他们就位找正后要对垫铁的间隙重新检查不合格的要重新研磨）6.低压转子找正 把转子落到轴承座上后，测他们的仰度、张口以及外圆进一步的调整轴承座 仰度：3瓦的设计要求为0°，其他的也有一定的要求但主要的是跟着转子走。张口和外圆：现在对轮上架三块百分表，通过盘车，先空盘一圈在每盘90°记录一组数据，盘一圈算一次，通过计算得出他们的张口外圆值。这样要记录两次，对比他们的结果要≤1丝，说明测量的结果为正确的 一般张口和外圆≤3丝（张口应尽量保证是下张口，不过高低压转子的下张口要在12丝左右考虑到顶轴油的影响）以后转子的张口和外圆要反复的教核（不过是通过调整瓦来进行调整）7.低压缸组合 由于低压缸太大不便于制造、运输，他们被分成三块，在就位前要进行组缸。组缸前：各结合面要打光磨平，通过下面垫零时垫铁和架百分表进行调整。结合面与水平面应都＜0.02mm 下缸组合好后直接把上缸放在上面就可以顺利的组合了。8.低压缸就位与找正 与轴承座的就位找正类似 9.低压内缸就位 拉上钼丝，通过找正好的低压外缸，来找中心就位，找正后要对其垫子、键以及螺栓间隙进行研磨。垫子：和研垫铁类似 保证两丝不进 键：两边的间隙留在同一侧，间隙0.04mm~0.08mm（考虑到汽缸的膨胀）螺栓：间隙0.10mm（考虑到汽缸的膨胀）10.低压内缸隔板着中心 拉上钼丝，通过前后汽封的瓦涡来找中心。说明：先通过内径千分尺测前后瓦涡的A、B、C三点的值把钼丝调整到他们圆心（三点值的对比≤0.01mm），然后在调整隔板的中心（三点值的对比≤0.02mm）它们的找正会直接影响后面压间隙。11.高压转子找正、就位 12.高压缸的就位、找正 13.高压缸持环找中心 14.推力轴承调整 本机组采用金斯伯雷式推力轴承。推力盘与汽轮机联成一体，在推力盘的前后两侧装有推力瓦块，各有六块布置在整个圆周上，顶部二块瓦块上有热电偶测温装置，可测瓦块温度。瓦块支承于均压块板上，并装入制成二半的支承环内。推力轴承是自位式的，能自动地把载荷均布于各瓦块上。轴向推力为正向或负向时，分别作用在工作推力瓦或非工作推力瓦上，推力间隙为0.25mm0.38mm 主要是调节推力瓦的间隙，架上百分表，利用推轴的方法，测量它们的间隙后加工垫子，然后对推力瓦进行研磨。（与前面垫铁研磨类似）15.汽轮机通流间隙调整 高压缸喷嘴间隙：1.5mm~2.0mm 中压缸喷嘴Ⅰ、Ⅱ间隙：2.0mm~2.5mm 低压缸分流环间隙：前10mm后6mm 用筛尺和推轴的方法定位 16.发电机轴承座就位与找正 17.发电机转子找中心与定位 18.发电机就位与找正 19.发电机穿转子 20.高低压缸通流以及汽封间隙调整 径向间隙：要求给的间隙范围，通过贴胶布（每层胶布的厚度大约为0.23mm）、加筷子（因为汽封下面有弹簧片，加筷子是避免它动，这样压出来的值才是真实的），然后放下转子进行盘车（要在转子上抹上红胆粉），再吊起转子看看胶布的情况，通过在汽封上的调整块上加减垫子进行调整。当压好后，对两侧还要用筛尺筛进行进一步的检查，如果不合格还要做出相应的调整。轴向间隙：通过用筛尺定位15步说述的间隙，其他的只需要用筛尺筛一下与设计要求对比，把大的磨小就可以了。辐向间隙：在每个持环和蒸汽室上四个点上放上橡皮泥（下半三个点，上半一个点）盖上盖子拔上螺丝压一下就可以（结合面要两丝不进）用千分尺测橡皮泥的厚度就为它的辐向间隙，对比设计值，如果小了就磨掉多余的部分，大的就可以了。21.试扣盖 试扣前要用锉刀、油石把结合面清理干净光滑（结合面的要两丝不进）修理和大盖摩擦的部分，为正式扣盖作准备。22.汽轮机正式扣大盖 23.基础二次浇灌 在灌浆前要对所以的垫铁间隙进行检查，以防有松动或不合格的情况。合格后对各组垫铁进行点焊，以防灌浆松动，但不能对垫铁与台板间点焊。24.靠背轮中心复查以及对轮联结 联结螺栓的重量一定要对称分布，不然会在机器运行时动不平衡，引起很大的噪音和对转子的损害。25.轴承箱内部装置及管道回装 26.盘车装置安装以及轴承座扣盖 27.外部滑销间隙的测量调整 28.高压主汽阀门、高中压调解阀等安装 29.化装板的安装 30.汽轮机其他附机设备以及管道的安装 高中压缸、高中压转子以及发电机的与低压部分类似。除了以上大的方面以外还有其他小的方面： 1）剐油挡 油挡就是挡油，为了保证几个箱体的油不泄露。要用剐刀把他们的齿要剐成楔型的，头上有点尖。（因为当机器运行时会与转子摩擦这样可以减少对轴的损伤，他们磨合更好，这样可以更有效的防止漏油）下面间隙：0~0.05mm 两侧间隙：0.10mm~0.15mm 上面间隙：20mm~30mm 2）瓦的间隙与紧力的测量 利用钎丝和一定厚度的垫片来压间隙和紧力的 瓦和轴之间是间隙：0.45mm~0.55mm 其他部分的是紧力：0.02mm~0.04mm 3）其他键和螺栓间隙的研磨 两边键的间隙要留在同一侧螺栓的间隙要是一周都一样 研磨的方法和前面介绍的类似、它们都是考虑到受热膨胀而留下的间隙 4）其他附属部件的安装与调节 通过在新疆电建半年的实习，从开始对汽轮机、钳工的不了解，到现在对汽轮机本体结构的熟悉，并学会了使用钳工的常用工具。对它的安装和检修工艺有很深刻的认识，也可以自己着手干一部分的活。跟着师傅干活能知道为什么这么干，应该注意的一般事项，可以很好的为师傅打下手。在那边实习不仅学到了技术方面的知识，在做人处世方面也学到可不少，他们的作风，和吃苦耐劳的精神都给我们很深的体会，是人生必不少的一部分。不管是技术知识还是做人处世各方面还有待提高。
汽轮机本体建模仿真的研究 篇3
由于汽轮机系统的复杂性, 本文采用模块化的建模方法, 将配汽机构与汽轮机通流部分分别进行统一的建模, 并且组合为一个整体的模型, 形成一个良好的研究平台, 将来可为电厂提供优化运行指导。
2 数学模型
(1) 调节级数学模型:建立调节级模型是为了确定未全开喷嘴组的流量、焓降、喷嘴前压力。通常采用的方法是先计算调节级的通用曲线, 供调节级变工况计算使用。通过汽轮机调节级的结构参数, 对其调节级的通用特性曲线[4]进行了计算, 拟合出该汽轮机调节级的特性曲线:流量系数与压力比、反动度与压力比、轮周效率与速度比等关系曲线, 根据定压运行时负荷与流量基本成正比关系, 由额定工况下主蒸汽流量和已知的负荷值可确定变工况下的主蒸汽流量, 额定工况下背压和调节级后的压力, 根据弗留格尔公式 (即式 (1) ) 确定变工况下调节级室压力p21, 再计算调节阀后调节级的级压力比ε=p21/p0′;
式中, G1、G、Gn′、p2、pc、pc1分别为变工况下的主蒸汽流量、额定工况下主蒸汽流量、通过全开阀门的流量、调节级室压力、设计背压、变工况下背压;An为全开阀门喷嘴组出口面积。P0、v0为汽门前蒸汽的压力和比容。由级压力比在调节级特性曲线上查得流量系数μ。
(2) 通流部分数学模型:通流部分数学模型是除调节级外所有通流部分压力级的数学模型, 通常是以级组为基本环节建立模型的, 一般以两个抽气口之间的各通流级为级组。在实际建模过程中对于有限的级数的级组, 弗留格尔公式的计算结果随级数的不同而存在不同程度的误差。为了改善计算精度, 采用改进型弗留格尔公式:
式中, D1、D11为级组内基准工况下蒸汽流量和变动工况下蒸汽流量;P1、P11为级组入口的基准工况下蒸汽压力和变动工况下蒸汽压力;P2、P21为级组出口的基准工况下的蒸汽压力和变动工况下蒸汽压力;T1、T11为级组入口的基准工况下蒸汽温度和变动工况下蒸汽温度。εs为基准工况下级组的压力比, εs=P2/P1;εs1为变动工况下级组的压力比, εs1=P21/P11;εcs为级组的临界压力比。
3 仿真结果分析
将某600MW超临界机组汽轮机的结构参数和对应负荷下的主要运行参数输入Simulink模块中, 得到设计工况下的运行参数的验证, 结果如表1所示。由表1可知:在额定工况下蒸汽压力在抽汽口8处的误差最大, 为2.67%。蒸汽温度在排汽口达到2.48%的误差, 但蒸汽压力和温度误差均满足在3%以内。蒸汽焓值误差对比可知:排汽焓值的误差最大, 达到了3.6%, 其余各处蒸汽焓值误差都在2%以内。
4 结语
本文从机理出发, 建立了汽轮机本体的仿真模型, 通过模型仿真结果可知:本模型对汽轮机内功率仿真误差均小于2%, 满足工程要求, 但对排汽参数的仿真误差稍大, 提高排汽参数的仿真精度将是下一步的工作。
摘要：以质量平衡方程和能量平衡方程为基础, 建立了包括调节级、压力级等的汽轮机本体仿真模型。采用模块化建模方法, 使用MATLAB/Simulink建模, 通过与某电厂600MW超临界机组汽轮机设计数据相比, 验证了模型的准确性。
关键词：仿真,汽轮机本体,模块化建模
参考文献
[1]崔映红, 张春发.汽轮机排气焓的在线计算及末级的变工况特性[J].汽轮机技术, 2002, 44 (3) :171-173.
大型汽轮机本体安装的控制要点 篇4
1 加强设备、量具及成品保护
对于汽缸结合面、轴颈表面、轴瓦乌金、推力盘工作面和TSI测量基准面等处做好特殊的保护措施, 确保机组安装结束后, 设备完好无损。对于汽封齿、阻汽片、油挡及高精度量具等易损部件做好成品保护, 包括相应安装状态要求可靠保持, 数据记录要求完整可追溯。
2 加强设备检验及预检修质量
设备进场、安装前加强监督检验, 及早发现设备制造问题, 为消除设备缺陷创造时间, 从而避免因制造原因影响本体施工工期。
汽轮机预检修是一项非常重要的工序, 加强汽轮机预检修工作的质量, 加强对设备整体装配质量的检查, 尤其是一些非检查区域的检查。通过这道工序能够发现影响机组安全运行的重大隐患, 重点检查项目如:1) 锚固板与汽缸间的膨胀间隙;2) 隔板、汽缸挂耳与洼窝的位置;3) 部套下方立键与键槽的配合位置;4) 外缸内壁与内缸之间的位置。
3 要做好本体安装前的基础工作
由于大机组汽轮机采用的是预埋地脚螺栓, 因此对放置垫铁位置的标高要求非常精确, 如果基础打高了将使预埋地脚螺栓的长度不够, 基础打低了将增加汽轮机垫铁的厚度, 另外要提高垫铁凿毛的质量 (使用框式水平) 。垫铁的布置要准确, 尤其是轴承座下方的大台板垫铁布置时要充分考虑方便垫铁的调整。控制锚固板及埋件的相对尺寸的准确性。
4 控制低压缸组合质量
目前300MW以上机组低压缸组合多采用在基础上水平组合的工艺, 组合时除了要保证结合面间隙小于0.03mm外, 重点要保证汽缸水平和错口值不得超差 (汽缸调平后再进行组合) , 以及前后油档中心偏差在0.05mm以内。另外, 低压缸组合前, 要将低压缸汽封供漏汽管注满水, 并检查有无漏水现象。
5 重点做好凝汽器与低压缸的连接工作
联缸时很容易使汽缸产生变形。因此首先要保证联缸的方案可行, 联缸时必须保证汽缸处于自由状态, 而且应该在低压缸合缸的状态下进行, 其次要加强焊接人员的责任心, 另外, 协调指挥要统一、检查监督要到位、仪表监视人员要到位。
6 规范靠背轮找中心条件
在最终靠背轮找中心时应具备以下条件:1) 全实缸状态;2) 凝汽器汽侧热井注水到运行水位;3) 凝汽器水侧通循环水;4) 轴瓦、垫铁接触密实, 轴承座无弹性变形及附加应力;5) 与汽缸连接的主要管道施工完。
靠背轮找中心测量方法宜采用卡子和塞尺测量。不推荐采用百分表测量, 因为百分表在不同的角度测量存在误差, 尤其是垂直方向误差较大。采用百分表测量时要考虑百分表误差的补偿与修正。
7 正确进行轴瓦间隙的测量调整
1) 轴瓦球面间隙现场最好不做调整, 有问题联系厂家处理。
2) 轴瓦两侧和顶部间隙调整到厂家图纸要求即可, 不宜对瓦口进行加大处理。
3) 推力轴承的每个瓦块要检查接触情况, 接触点要符合要求。
8 正确进行汽封间隙的测量调整
由于制造厂家加工和装配存在缺陷, 采用单一的汽封测量方法, 测量精确度与准确度难以保证。首先, 对加工和装配缺陷进行检查并处理, 提高围带和汽封齿的加工精度, 这是汽封间隙测量调整可靠性的前提条件。在此基础上选择合适的汽封间隙测量方法来保证汽封间隙测量的准确性。应根据作业过程不同情况采用压铅丝、滚胶布、塞尺测量相结合进行, 以便相互比较、核对, 不应使用单一方式进行。采用滚胶布法粗调汽封间隙和检验全实缸汽封间隙状态, 采用压铅丝法精调汽封间隙和半实缸验收。
汽封间隙调整时, 需要考虑汽缸的安装状态, 即半实缸到全实缸过程汽缸的垂弧变化。目前比较可靠的方法是修正法。根据制造厂家提供的半实缸与全实缸汽封间隙修正数据, 在半实缸汽封间隙调整时修正至全实缸数据。若厂家未提供修正数据, 必须现场测量, 采用滚胶布或压铅丝法分别测量半实缸、全实缸不把合螺栓状态下汽封间隙, 及合全空缸把合螺栓状态下的汽缸垂弧变化量, 进行向量计算, 得出半实缸对全实缸汽封间隙修正值数据, 并且根据修正值在半实缸状态下对汽封间隙按照修正的全实缸数据进行调整。
9 保证靠背轮连接的质量
目前大机组的靠背轮全部为刚性连接, 靠背轮连接的质量直接影响机组的振动, 因此, 要求靠背轮连接时必须保证连接前后转子轴心差小于0.01mm。确保测量的准确性是此项工作的重点, 以往在靠背轮连接时, 连接前后在靠背轮外圆处测量晃度, 这样测量误差较大, 无法真实地反映出转子轴心的差值。相对于靠背轮, 轴颈的加工精度高, 测量数据相对精确, 因此应在轴颈处测量晃度值, 测量方法为:将距靠背轮最近的轴瓦翻出, 并在其轴颈处测量靠背轮连接前后的轴径晃度值, 两次测量的数值差小于0.01mm即可。
1 0 重视非关键的细节工序施工质量
对本体有关的管道施工要做好监视工作, 如:高中压导汽、连通管、抽汽等, 要确保管道施工完后, 汽缸不发生变化, 尤其是高中压导气管道和连通管施工要在汽缸扣盖前完成。
垫铁点焊要在垫铁侧面进行, 螺栓销子点焊尤其是汽缸内部的偏心销子、螺栓螺母的点焊要符合要求。这就要求本体施工人员和管理人员除了要做好本体范围的设备施工外, 还要重点监督和强调影响本体安装质量有关的一切工作。
1 1 结束语
汽轮机本体安装是一项非常重要而复杂的工作, 影响本体安装的工序较多, 需要统筹考虑、规范作业, 尤其是对关键工序质量和隐蔽性缺陷排查方面强化管理。只有对汽轮机本体安装全过程加以严格控制, 才能保证机组安装的准确性与符合性, 实现机组一次成功启动和安全稳定运行, 为设计指标的实现提供工艺保障。
摘要：针对火电厂汽轮机本体安装过程中重要环节, 提出汽轮机本体安装的主要控制项目, 提高机组安装的准确性, 确保机组安全稳定运行。
关键词：汽轮机,本体安装,控制
参考文献
基于规则和本体的汽轮机故障分析 篇5
汽轮机设备状态监测与故障分析对工业企业和国计民生有非常重要的现实意义[1]。当前国内外机组故障分析的方法主要有2类[2,3]:传统的基于人工智能的专家系统和人工神经网络。前者的标准模式由知识库、推理机和人机接口组成,后者是由大量简单的处理单元相互连接组成的网络,各种网络模型中应用最有成效的是BP网络[4,5]。后期发展的模糊神经网络 FNN(Fuzzy Neural Network)是将神经网络和模糊数学相结合,既具有联想、学习、自适应能力,又能进行模糊推理。神经网络方法虽然是当前研究的热点,但其效率低下是其难以逾越的屏障[6]。本文提出基于规则和本体的汽轮机故障分析方法,其分析效率和正确率得以大幅提高。
1 基于规则的故障分析
基于规则的故障分析系统用一套包含在知识库内的规则处理工作存储器内的具体问题信息(事实),通过推理机推断出新的信息。其工作模型见图1。
基于规则的故障分析系统不需要一个人类问题求解的精确匹配,而能够通过计算机提供一个复制问题求解的合理模型。
一个基于规则的故障分析系统的完整结构如图2所示。其中,知识库、推理机和工作存储器是构成本专家系统的核心。系统的主要部分是知识库和推理引擎。根据到目前为止讨论的推理系统,知识库由谓词演算事实和有关讨论主题的规则构成。推理引擎由所有操纵知识库来演绎用户要求的信息的过程构成,如消解、前向链或反向链。用户接口包括自然语言处理系统,它允许用户用一个有限的自然语言形式与系统交互。也可用带有菜单的图形接口界面。解释子系统分析被系统执行的推理结构,并把它解释给用户。
在基于谓词逻辑规则的故障分析系统中,把事实表示为非蕴涵形式的与或形,作为系统的总数据库。这里不想把这些事实化为子句形,而是把它们表示为谓词演算公式,并把这些公式变换为称为与或形的非蕴涵形式。 然后,可采用归结原理对汽轮机的故障进行分析。归结原理也称消解原理[7],它可直接应用到任意子句集 S 上,去检验 S 的不可满足性。归结原理的本质思想是检查子句集 S 是否包含一个空子句,如果 S 包含,则 S 是不可满足的。如果 S 不包含,则检查是否可由 S 推导出来。当然这个推理规则必须保证推出的子句是原亲本子句的逻辑结果。归结原理就是这样一种推理规则,例如:已知某些“高排压力升高”导致所有的“高压缸排汽蒸汽压力高限报警”,没有一种“高排压力升高”导致任意一种“主机凝汽器入口循环水温度高限报警”。分析结论:任意一种“高压缸排汽蒸汽压力高限报警”归因都不是“主机凝汽器入口循环水温度高限报警”归因。
下面对故障分析过程进行描述。
令:P(x)中x 是“高排压力升高”;D(x)中x 是“高压缸排汽蒸汽压力高限报警”;Q(x)中x 是“主机凝汽器入口循环水温度高限报警”;L(x,y)中x导致y。
A1:∃x(P(x)∧∀y(D(y)→L(x,y))) [某些“高排压力升高”导致所有的“高压缸排汽蒸汽压力高限报警”]。
A2:∀x(P(x)→∀y(Q(y)→~L(x,y))) [没有一种“高排压力升高”导致任意一种“主机凝汽器入口循环水温度高限报警”]。
B:∀x(D(x)→~Q(x)) [任意一种“高压缸排汽蒸汽压力高限报警”归因都不是“主机凝汽器入口循环水温度高限报警”归因]。
为证明公式 A1∧A2∧~B 是不可满足的,先求出 A1∧A2∧~B 的子句集。
A1=∃x(P(x)∧∀y(D(y)→L(x,y)))=
∃x(P(x)∧∀y(~D(y)∨L(x,y)))=
∃x∀y(P(x)∧ (~D(y)∨L(x,y)))=
∀y(P(a)∧ (~D(y)∨L(a,y)))
A2 =∀x(P(x)→∀y(Q(y)→~L(x,y)))=
∀x(P(x)→∀y(~Q(y)∨~L(x,y)))=
∀x(~P(x)∨∀y(~Q(y)∨~L(x,y)))=
∀x∀y(~P(x)∨~Q(y)∨ ~L(x,y))
~B=~∀x(D(x)→~Q(x))=
∃x ~(D(x)→~Q(x))=
∃x ~(~D(x)∨~Q(x))=
∃x(D(x)∧Q(x))=D(b)∧Q(b)
得到公式 A1∧A2∧~B 的子句集:
S={P(a),~D(y)∨L(a,y),~P(x)∨~Q(y)∨
~L(x,y),D(b),Q(b)}
对子句集 S,应用归结原理:
a.P(a);b.~D(y)∨L(a,y);c.~P(x)∨~Q(y)∨~L(x,y);d.D(b);e.Q(b);f.L(a,b)由 b、 d 归结;g.~Q(y)∨~L(a,y) 由a、c归结;h.~ L(a,b) 由 e、g 归结;i. 空子句由f、h归结。
到此得到分析结论。任意一种“高压缸排汽蒸汽压力高限报警”归因都不是“主机凝汽器入口循环水温度高限报警”归因。
2 基于本体的模糊知识推理
采用谓词逻辑表示法实现汽轮机故障分析,其优点为:符号简单,描述易于理解;自然、严密、灵活和模块化;具有严密的形式定义;每项事实仅需表示一次;利用定理证明技术可以从老的事实推理出新的事实。但是,谓词逻辑表示法也存在如下缺点:难以表示过程式知识和启发式知识,不能表示不精确、模糊性的知识。因此,本系统采用基于知识本体的推理方法来解决模糊知识的表达和推理问题。
采用 SPARQL 语言和 Jena 推理机进行模糊知识的推理。Jena 推理机为知识本体建模、操纵、推理等相关活动提供比较完善的支持。SPARQL 语言使用 SQL 语句的查询形式。SPARQL 语言提供知识本体查询功能,在本体中,所有的知识都是三元组的形式(〈subject,property,object〉),SPARQL 只查询本体库中存储的三元组,没有推理功能。因此,把 SPARQL查询嵌入在Jena推理机中,通过推理得到隐含的模糊知识三元组。Jena 的推理是基于规则的,其推理规则是隐含在对属性和关系进行的限制的规则文件中。Jena 支持前向引擎规则推理、后向引擎规则推理和混杂模式推理。在混杂模式下,前向规则引擎利用前向规则,在原始的数据上进行匹配推理。推出的数据存储在内部的一个演绎库中,断言新的后向规则的前向规则将会把前向变量绑定的规则所演绎出的规则传递给后向推理引擎,后向推理引擎使用初始的后向规则与新产生规则的并集应用于原始和演绎出的数据,推出最终结果。
采用这种混杂推理模式的好处在于后向推理规则只在当前相关的数据集上工作,可以获得更大的性能。例如:在一个推理中使用 RDFS 规则实施的 SubPropertyOf 限制,可以使用下面的规则 :[(?a?q?b) 〈-(?p Rdfs:subPropertyOf?q),(?a?p?b)],但是每一个目标都要匹配这个规则的头部,所以每一个查询将会激活一个动态的测试:是否存在当前查找属性的子属性。相反,混合规则:[(?p Rdfs:subPropertyOf?q),Not Equal(?p, q)-〉[(?a?q?b) 〈-(?a?p?b)]],将会预处理所有的子属性关系,并存入一个简单的规则链中,当且仅当查找到了一个具有子属性的属性时,它才被激活。如果没有子属性关系,那么对于这一条规则就没有头部的查询时间。
基于知识本体的推理方法是根据反映事物内部规律的客观世界的模糊模型进行推理。有多种模糊模型是可以利用的,如表示系统各部件的部分/整体关系的结构模型,表示各部件几何关系的几何模型,表示各部件的功能和性能的功能模型,表示各部件因果关系的模糊因果模型等。运用启发式规则的推理为浅层推理,基于模糊模型的推理为深层推理。浅层推理运用专家的经验,推理效率高,但解决问题的能力较低;深层推理由于接触了事物的本质内容,因此解决问题的能力强,但推理效率较低。因此,可把浅层推理和深层推理结合起来。
本节以因果系统为例,说明基于知识本体的推理方法如何用于故障分析。模糊因果模型由各部件有因果关系的特性组成,其中一个特性的值由另一个或多个其他特性的值所决定。这些特性有些是可以观察到的,有些则是观察不到的或是很难观察的,模糊因果模型可以用网络表示,其中结点表示特性,结点之间的连线表示因果关系。
如图3所示,电路由1个开关(S)、1个有2个接点(K1、K2)的继电器和2个灯泡组成。如果接地良好,电源接通,且开关闭合,则灯泡就会亮。如果电路发生故障,则有2种可能:一是操作错误,错误地设置了外部的开关或其他的控制;一是部件故障,某些部件已不能正常工作。系统应能识别这些错误并提出解决方法。
在这个例子中,如果电源接通、接地良好,开关和接点都是闭合的,但有1个灯泡不亮,则有3种故障的可能:灯泡损坏,相应的接点故障未接通电源,或该接点没有接到电。其完成分析任务的基本过程可归纳如下:把技术装置用表明各部件的特性之间的因果关系的网络表示;给定装置的状态和一个故障特性,即观察值与期望值不同的特性。寻找对这种故障的解释,即提出发生故障的部件或错误的外部控制。
3 仿真实验及结果分析
采用基于规则和本体的故障分析方法从汽轮机运行状态记录中分析并抽取规则,并用该算法来处理汽轮机故障分类问题。该问题的示例集包含了200个示例,运用该方法抽取的规则集见表1。
表2是汽轮机故障预报及诊断系统的部分实验结果。在所诊断的36个案例中,诊断正确33个(正确率91.7%),而采用传统的三比值方法[8,9]诊断,诊断正确27个(正确率75%)。
在每次实验中都用测试集对 C 4.5判定树、原神经网络[10,11]以及本文的故障分析方法进行测试比较。实验证明本文方法具有较好的泛化能力和容噪性,其诊断分析效率和正确率得以大幅度提高。
基于小波分析的故障诊断方法[12,13]是当前国内外常用的汽轮机故障诊断方法。将本文方法与这一方法进行了实验比较。在仿真实验系统中,设计了8个类别的180个故障问题。实验结果与权威专家的人工诊断答案进行了比较,其召回率[14]和正确率[15]对比结果如表3、4所示(表中,n 指故障类别)。
由表3、4可以看出,所提出的基于规则和本体的故障分析方法在实验结果上更接近权威专家的分析结果。
4 结论
提出了基于规则和本体的汽轮机故障分析方法,其创新在于:
a.将谓词逻辑引入汽轮机数据挖掘与故障分析系统中,克服了传统专家系统知识获取瓶颈的难题,与传统的神经网络、小波分析和决策树相比,谓词逻辑规则结构最简单、性能最优,且具有自然语言语义无关性;
b.采用基于知识本体的推理方法来解决模糊知识的表达和推理问题,取得了良好效果。
同时,实现了基于规则和本体的汽轮机数据挖掘和故障分析仿真系统,系统能够给出具有较强置信度的输出,具有很高的效率及容错能力,有一定推广价值。
主汽轮机本体 篇6
1 汽轮机基础浇灌
塔山电厂1号机低压下缸电机端和调节阀端就位时发现横向锚固板凸出部分与汽缸间隙仅有2 mm, 不能满足机组运行时汽缸膨胀要求, 于是重新把汽缸吊开, 用手工打磨锚固板凸出部分, 使汽缸与锚固板间膨胀间隙增大到12 mm。这样不但工序复杂, 工作量增大, 而且要多耽误2 d时间。
前轴承座台板和A, B支架及低压缸台板的地脚螺栓规格是不同的, 这些地脚螺栓都要进行预制作, 制作前要看清图纸, 不能混淆, 不能搞错尺寸。地脚螺栓的厚螺母在下, 薄螺母在上。下部厚螺母应有防松脱措施, 可以钻孔装开口销, 也可以用直接点焊的方法固定。地脚螺栓预埋时控制的参数有标高、中心和垂直度。前箱台板地脚螺栓是闷头的, 其预留标高不能超过台板面, 否则前轴承座就位在台板上时, 会被地脚螺栓顶住。直埋件的中心是严格控制的参数, 偏差不能大于±2 mm。为避免温度的影响, 中心数据测量时应选择在每天的同一时段进行。
主汽门A, B支架预埋时控制的参数有标高、中心、水平度和两支架间的跨度。标高偏差不能大于±3 mm, 且同侧的A, B支架偏差应为同一方向。中心及跨度偏差不能大于±2 mm。A, B支架重量大, 要有牢固的支撑和加固措施, 并且设有在各个方向都能用于调整的顶丝, 以便于数据的微量调整。
低压缸及各箱锚固板预埋时控制的参数有中心、标高、垂直度和偏斜度。垂直度和偏斜度是严格控制的参数。因为锚固板与汽缸间是“L”形垫片, “L”形垫片与锚固板和汽缸间的膨胀间隙只有0.05 mm, 如果垂直度或偏斜度偏差大, 会给以后的安装工作带来极大困难。
由于直埋铁件需要焊接加固的地方较多, 在焊接临时支撑时, 临时支撑伸出基础混凝土表面的长度和位置不得影响基础垫铁的布置。
2 设备安装前的基础准备
设备安装前的基础准备除了考虑基础划线外, 主要考虑垫铁的布置。本机组制造厂配有专用的可调垫铁。
这种类型的机组采用的是钢台板而非铸铁台板, 钢台板较薄 (86 mm) , 刚性差, 汽缸与台板间容易产生间隙。要消除汽缸与台板间隙, 就需要打紧垫铁, 借助垫铁吃力来做到。台板就位前应该根据实际情况适当增加窄垫铁的数量, 并且加工一些螺旋千斤, 用于各轴承座台板和低压缸台板中难消除台板间隙的地方, 除了垫铁的位置、数量要合理外, 还要考虑从台板外边调整内部垫铁的可行性。
3 台板检查及就位
在安装中不研磨台板的接触面, 只检查台板与汽缸或轴承座的间隙不大于0.05 mm即认为是合格的。检查的方法是把汽缸或轴承座翻转180°, 将平板压在低压汽缸或轴承座上, 初步检查台板的接触情况, 无大缺限即可, 做到心中有数。然后将台板正式就位在基础上, 把轴承座压在台板上, 上紧地脚螺栓, 靠打紧垫铁来消除台板间隙。
4 轴系找正
由于塔山电厂是落地式轴承, 因此可先进行整个轴系找正后再进行汽缸组合, 在排气装置组合的过程中进行轴系找正, 这缩短了汽轮机安装工期, 在轴承箱及轴承初步找正后就可以进行整个轴系的找正工作。轴系找正时以各轴承标高为基准, 2号低压转子前后轴颈扬度值相等, 方向相反。1号低压转子、高中压转子、发电机转子及励磁机转子的轴颈扬度以保证各对轮中心及张口合格为准。因为高中压缸猫爪是搭在前轴承箱和2号轴承箱处, 高中压缸的重量会对低压转子轴颈扬度产生一定的影响。故一般情况下, 高中压缸未就位前应使低压转子调阀端轴颈扬度数值比电机端大1格～2格 (1格=0.01 mm/m) 。
高压—中压转子、中压—低压转子及低压—发电机转子对轮为钢性联结, 找中心时平面和圆周误差要求都为±0.02 mm, 不用考虑平面张口和圆周误差值在哪一边。各转子在出厂前对轮圆周上都打有明显的标记, 找中心及联结对轮时, 应使标记对齐。轴系找正时, 随各个安装阶段找中数据会有不同变化, 全实缸状态和半实缸状态有差别时, 最终结果应以全实缸状态为准, 可以在汽缸试扣大盖时进行全实缸的轴系找正复查工作。
5 汽缸组合就位
高中压缸为整体结构, 分上下两半。低压外缸上下各分为前、中、后三半, 分别称为调阀端、中部和电机端, 需要现场组合成一体。组合时从中部开始分别向两边组合, 组合完下缸再组合上缸。临时支撑应该在汽缸组合好以后再割除。塔山电厂1号机组2号低压缸下半试组合发现中段变形较大, 各栽丝孔有不同程度的错位, 则必须将汽缸校正后才能将栽丝旋入。2号低压缸外缸变形集中在中部的内敛上, 校正的最佳方法经过验证是将下半组合找正后, 将螺栓旋入用螺帽把紧, 打入工艺销子 (制造厂在厂内总装时会在汽缸各半的垂直接合面处钻有供汽缸组合用的工艺销孔) 将栽丝旋入。各半汽缸接缝处不需焊接的应该涂以密封涂料。低压内缸还需考虑就位后其抽汽口能否与排汽装置内部的抽汽管焊接难度问题, 如难度大, 可以在2号内缸的抽汽口加焊一节短管, 使以后的焊缝露在内缸外。
6 通流间隙测量及调整
塔山电厂600 MW机组隔板由高压隔板、中压隔板、低压隔板组成, 高压隔板、中压隔板分别镶嵌在高压和中压隔板套上;低压隔板电端1级～3级隔板镶嵌在电端隔板套上、调端1级～2级隔板镶嵌在调端隔板套上, 其余低压镶嵌在低压1号、2号内缸上, 不可单独取出。只要制造厂不存在较大的加工误差, 轴向通流间隙不是调整的关键。因为径向汽封间隙要求较为严格, 高压隔板、中压隔板处大部分为0.75 mm, 低压隔板处大部分为1.0 mm, 这些尺寸在厂内总装时往往只作初步调整, 所以现场调整是工作的重点和难点。现场检验径向汽封间隙采用滚橡皮膏法。如果径向汽封间隙大, 我们在汽封被弧处铆点;如果径向汽封间隙小, 隔板是镶嵌式的, 隔板与隔板间的间隙又很小, 要打磨两隔板间深处的汽封难度就很大。
7 汽缸扣盖
汽缸扣盖前应进行试扣盖, 试扣盖可以安排在全实缸轴系找中心时一同进行, 试扣盖要全面仔细。在汽缸内所有安装工作均已完成并记录齐全后, 就可以向施工监理部门提出正式扣盖申请。扣盖前应把所有技术资料核准一遍, 避免有错漏, 并提前做好扣盖的准备工作。
高中压缸及1号、2号低压缸扣盖当中, 需要紧固的螺栓很多, 为了节省时间, 应准备有充足的施工工具及各部位螺栓在A, B列分好箱, 以便汽机两侧多组人员同时施工。高中压内外缸、低压内缸水平中分面大于M72的螺栓均需要热紧, 因螺栓热紧用的加热棒功率受到限制, 爆管现象非常严重, 加热螺栓时热紧角度很难达到要求, 如不采取措施会使扣缸工作被延时。
8 运行效果
同煤大唐塔山电厂一期工程2×600 MW 1号机组安装结束后整套启动均一次成功, 汽轮发电机组在空负荷、满负荷时轴承、轴颈振动及轴瓦乌金和回油温度均达到优良。需要指出的是, 同煤大唐塔山电厂1号机组9号轴振动在满负荷时达到26 μm (报警值76 μm) , 因8号轴瓦与9号轴瓦轴颈直径尺寸差较大而使油膜不均引起的, 9号轴瓦振动是我们安装多年比较难解决的问题, 但此机组由于我们精益求精、不畏劳苦攻克了这个难题。
由于国产机组加工及采购时约束要求不同, 大部分设备在安装时都会发现或大或小的问题, 施工单位在安装过程中要认真仔细地做好每一项工作, 避免试运行时出现无法消除的缺陷。
参考文献
关于火电厂汽轮机组本体检修分析 篇7
1常见故障分析
1.1异常振动
造成汽轮机异常振动形成的因素有很多,比如转子质量不合格、轴承安装精度不合格、轴承座安装不合格、滑销间隙控制不到位等等。转子质量不合格主要是转子不平衡,在转动时会产生离心力,间接造成机体产生振动。这种振动具有周期性,只需将离心力解决就能排除故障。轴承座安装不合格主要是轴承的几何中心没有与受力中心重合,这会造成轴承的整体运动,从而产生集体振动。轴承在安装时,通常采用的是可倾瓦式的转子轴承,这种轴承具备良好的稳定性,一定程度上可防止油膜的震颤。这种轴承在工作时在一定程度上能够进行自由摆动,将一定量的振动进行吸收,使汽轮机具备一定的支撑柔性。若安装时,轴瓦与轴承盖之间的安装精度没控制好,显然汽轮机的正常工作将会受到影响,一般存在的问题都是在预紧力的把握上,预紧力过大,接触应力相应增加,将造成零部件的变形。预紧力过小又无法将轴瓦与轴承盖紧固,就会出现振动。滑销系统安装目的是为了减小膨胀水蒸气对汽轮机缸体的影响,但是若没有精确控制滑销的间隙,就会使得缸体在水蒸气膨胀时受力不均衡,导致中心偏移,从而引发振动。
1.2超速转动
汽轮机一旦出现异常的超速转动,后果将不堪设想。由于汽轮机属于精密组合的机械设备,长期工作在高速转动的条件下,为发电机组提供动力,所要承受的外力矩十分巨大。若调节系统失效,无法控制转子转速,使其超速转动,机械承受应力值超过规定范围时,必将导致轮机叶片甩脱,破坏轴承,折断转子。严重时可能破坏整个机组,造成安全事故,甚至危及工作人员的生命安全。
1.3水冲击影响及油系统故障
水冲击影响主要是汽轮机密封性降低有一定量的水或者质量差的水蒸气进进入其中,对轮机叶片等内部零件造成腐蚀、生锈、磨损,造成轴承受损,甚至会造成缸体内壁发生形变,影响汽轮机运行。在工作时,汽轮机对水蒸气的质量要求很高,蒸汽压力与温度的变化都会造成影响。一旦蒸汽温度降低到一定程度,冷凝后的水必将进入汽轮机,造成严重的后果,对蒸汽温度一定要控制住,一旦降低至50℃,需马上停机进行处理,监视水位,有进水危险则必须将可能的水源切断。这种情况发生的原因可能是加热器产生了故障,使得水蒸气压力温度达不到要求。
油系统故障,主要是润滑油出现问题。润滑油的作用是将内部零件的摩擦减少,降低磨损。若润滑油过度氧化、或有过多的杂质混入,油质降低,就会使得内部零件的接触部分表面粗糙度增加,摩擦力加大,造成破坏。
2汽轮机组诊断方法与检修措施
2.1诊断方法
汽轮机在产生故障时,一般都会有振动伴随,因此,观察振动的特征,并进行细致的研究分析,从而找到病症所在。具体步骤又以下几个方面:其一,将振动频率、振幅、相位、振动与转速的关系、振动趋势、机组信息、运行记录、检修情况等信息收集起来;其二,从收集到的信息中分析故障机理,从中提取出故障频谱、趋势以及相关的一些特征作为参考依据;其三,故障诊断的目的是将多发故障进行排除,要制定简单有效的方法。
2.2故障检修
第一,检修气缸。在对气缸进行检修时,需了解缸体的各部件,包括转子、隔板、动静叶栅等。缸体内部设有真空层,目的是防止外部空气的进入,保证汽轮机安全运行。主要检修步骤有以下几个方面:其一,拆除仪表,拆卸化装板支架上的连接螺栓,在保证完整性的情况下,去除化装板,保证其完好,做好序号标记,以便后续按顺序安装;其二,拆卸汽轮机保温层时,需保证汽轮机上缸温度在120℃以下时,方能进行操作。还要防止木屑、棉纱等易燃品在拆卸时进入保温层;其三,拆除调速气门的三角架螺栓,将定位销取出,取走三角架。然后拆除水平以及前后气缸的法兰螺栓。要注意的是,需要保证螺栓的完好,不能出现毛刺、弯曲乱扣、蠕伸等现象;其四,在安装导杆时,为保证其平滑,需要在导杆上涂抹透平油,然后进行对角安装。要对气缸结合面以及形变情况作检查,同时对水平中分面的纵向水平进行检测;其五,在将各个部件检查后,需要将查出的形变、磨损、锈蚀等部件进行处理或更换,比如,轴承表面有磨损则需对轴颈与轴瓦的接触部位焊厚,然后摩擦抛光。然后在组装本体前,将各部件进行清洁。
第二,检修转子。检修转子时的主要步骤有以下几个方面:其一,先标记转子的位置,在轴颈中部放置水平仪,记录下轴向度数,对比上次检修记录,测量轴颈扬度,确定其是否在标准范围内;其二,利用千分表(正常状态)测量转子晃度,观察读数与测量开始时的读数是否一致,若存在误差,则需要将原因查明处理后进行再一次的测量;其三,测量动静叶片间隙,用契形塞尺在气缸结合面两边测量动叶进口与静叶出口的间隙,并将数值详细记录下来。其四,拆除联轴器螺栓,将转子取出。拆除联轴器罩壳、紧钉螺栓,放下联轴器端方头螺钉,脱开汽轮机端与发电机端的止口,控制止口间的间距,检查联轴器螺栓。确保没有裂纹,检查轴颈与推力盘,然后清洁动静叶片,对整修叶轮和叶片进行检查。
第三,检修喷咀、隔板、隔板套。检修喷咀、隔板、隔板套的意义在与确保缝隙顺畅,同时减低汽封调节数。具体步骤有两个方面的内容。其一,将隔板、导叶环以及喷咀拆卸下来。先将压板螺栓拆除,用起吊机平缓地吊出隔板与隔板套;再拆除压板和螺丝后铲除铆封部位,吊出导叶环,此时只需将螺栓卸下,就能去除喷咀;其二,对各个拆卸下来的零部件进行检查,确保完好无损,并进行清洁,需用压缩空气吹净各零部件表面。要注意的是,需避免静叶片等零部件受到破坏,还需检查是否存在裂纹或松动。
3结论
火电厂要保障正常运转,关键在于减少汽轮机的故障发生率。尽管困难较大,但只需检修人员把握住汽轮机的常见故障,拥有足够的汽轮机专业知识,针对性地进行检修,并结合简单有效的诊断方法,就能实现快速排出故障。有效保障汽轮机使用寿命,提高使用效率,为我国火力发电提供巨大的帮助。
参考文献
[1]李雨熙.火电厂汽轮机运行初压优化方法及应用[J].南方农机,2016(1):85-87.