李小刚
国家能源集团宁夏煤业煤制油化工安装检修分公司 宁夏银川 750411
摘要：伴随制造业在国内快速发展的脚步，大型发电机组在煤制油化工领域的应用也越发广泛。本文主要探讨煤制油化工领域大型发电机组汽轮机的状态监测与故障分析，对以后大型发电机组汽轮机的检维修以及长周期运转提供一些意见。
关键词：状态监测，故障诊断，泄漏
1.状态监测与故障诊断的发展与现状
状态监测与故障诊断技术是近三十年来国内外发展较快的一门新兴学科。
我国状态监测与故障诊断技术起源于上世纪七十年代末。那时，建国后首批从西方工业发达国家成套引进的13套大化肥装置，以及随后不久引进的大化纤、大乙烯等装置正处于建成后的试车、开车阶段，由于某些机组事故频发，促进了高校及科研单位对这项技术的理论研究和实际应用。国外某些大公司的监测与诊断部门也同时开展了一些服务与交流，客观上起到了一定的推动作用。79年起，有些企业开始研究西方设备维修体制，从中感受到状态监测与预知性维修的重要意义。79年到83年，一些受故障损失严重困扰的石化企业，购置了国外先进的频谱分析仪等状态监测仪器，进入了初步的实践阶段，1983年，原国家经委下达了《国营工业交通设备管理试行条例》，明确提出：“逐步采用现代故障诊断和状态监测技术，发展以状态监测为基础的预知性维修体制” ，从而把故障诊断纳入企业管理法规，对发展故障诊断技术具有极为重要的意义。自1984年起，石化企业逐步建立起以总公司、公司（总厂）、厂的三级状态监测机构，配置人员，购置仪器，培训学习，相互交流，全面开展了状态监测与故障诊断工作，整体水平得到提高。九十年代起，火力发电行业开始开展大型汽轮发电机组的在线状态监测与故障诊断工作，并且发展较为迅速。进入本世纪以来，在钢铁、炼铝、水力发电、风力发电、空分等行业内，伴随着技术先进的大型转动设备的投入使用，状态监测与故障诊断技术也开始得到重视与应用，并呈现出上升的趋势。
2. 状态监测与故障诊断的意义
状态监测与故障诊断技术的由来及发展，与十分可观的故障损失以及设备维修费密切相关，而状态监测与故障诊断的意义则是有效地遏制了故障损失和设备维修费用。具体可归纳如下几个方面：
① 及时发现故障的早期征兆，以便采取相应的措施，避免、减缓、减少重大事故的发生；
② 一旦发生故障，能自动纪录下故障过程的完整信息，以便事后进行故障原因分析，避免再次发生同类事故；
③ 通过对设备异常运行状态的分析，揭示故障的原因、程度、部位，为设备的在线调理、停机检修提供科学依据，延长运行周期，降低维修费用；
④ 可充分地了解设备性能，为改进设计、制造与维修水平提供有力证据。
4.某大型发电机组故障经过及在线监测数据
某公司动力发电机发生频繁大幅波动故障，监测人员通过查看监测服务器，发现发电机透平高压侧振值于出现频繁波动状况，发电机组其他测点振值无较大变化。具体变化情况如下表1所示：
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4.2 诊断分析
1.机组振值波动主要发生在汽轮机高压侧上，数据为真实数据，振值大幅波动周期内，其他测点无明显振值突变。
2.查看机组故障发生前数据，机组存在高次谐波频谱，轴心轨迹杂乱存在较大尖角，波形图尖峰毛刺较多，汽轮机存在轻微碰磨故障。
3.机组振值波动周期内增长频率主要为1X频，其他频率成份没有发生较大变化，1X相位变化约40°左右；查看其轴心轨迹图，汽轮机高压侧轴心轨迹图形状没有发生明显变化，由于高压侧探头接反，轴心轨迹进动方向一直呈现反进动；查看轴心位置图其变化量较小；查看波形图，汽轮机高压侧波形发生明显的削波现象，显示有较剧烈的碰磨。
4.与工艺沟通了解汽轮机高压侧振值波动时主蒸汽流量、压力、中抽压力没有发生较大变化，机组油温、油压在波动前后没有进行调整，汽轮机轴瓦温度较为稳定没有较大变化。
5.现场查看机组并与工艺沟通发现汽轮机高压侧轴封有泄漏状况，高压侧油封磨损于2019年5月份进行了更换。
4.3.结论及建议
1.分析认为机组汽轮机高压侧振值波动数据为真实数据。
2.振值波动时机组高压侧存在较为严重的碰磨故障，机组动静密封碰磨导致机组转子局部温度过高，转子发生局部热弯，使转子1X频有较大增长，1X相位发生变化。
3.综合现场及图谱分析由于汽轮机高压侧轴封汽泄漏，在日常运行过程中的轻微碰磨导致油封磨损，密封不严，泄漏的水蒸气及润滑油的混合物可能会在油封及挡油环处蓄积经高温形成碳化物，导致机组碰磨加剧。
4.由于机组运行期间振值报的最大达到112μm（报警值160μm，跳车值240μm）左右，且波动后机组振值、相位恢复到正常运行水平，建议机组暂时监护运行，调整轴封压力，减少泄漏量。在机组透平高压侧轴承箱两侧架设风机进行吹扫，减少和防止碳化物的形成。检测润滑油杂质及水分含量，清理油冷器滤网，检查汽轮机高压侧回油是否通畅。运行期间稳定工艺操作，防止工艺量剧烈波动导致机组振值的大幅上涨。
5.遇机检修时，检查汽轮机轴瓦磨损情况，检查高压侧油封磨损及碳化物蓄积情况，检查高压侧轴瓦进、回油油路是否畅通，调整轴封间隙处理汽轮机高压侧轴封泄漏故障。
4.4结论验证
该机组按计划进行停机检修，此次停车检修主要对汽轮机进汽侧轴承箱油封进行拆检，对油封挡板进行了校正。
1）汽轮机进汽侧油封泄漏，间隙处形成碳化物杂质，造成转子与油封碰磨，现场对油封进行清理后回装。
2）汽轮机进汽侧油封挡板变形，与转子碰磨，现场对挡板进行校正后回装。
3）该机组重新启机后，振值降至46μm左右。
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参考文献：
[1]杨国安. 机械设备故障诊断. 中国石化出版社，2016.