胡硕
福建福清核电有限公司 福建 福清 350318
摘要：针对核电汽轮发电机组的扭振问题和核电安全要求，设计开发了核电半速汽轮机扭振在线监测装置。该装置可以在线监测与蒸汽轮机单元的轴系的扭转振动有关的参数，并实时分析轴系的扭转振动状态。在故障分析过程中，根据扰动力矩的形式分别采用模态叠加法和逐步积分法对多个危险段的响应进行分析，在线评估轴系的扭转疲劳安全性。通过对扭矩振动在线监测与分析的理论，方法和技术的整合，形成了一套扭矩振动监测与分析的技术方案。说明该装置的关键技术原理和工程设计过程，完成从理论框架到工程技术的转换，并在家用核电汽轮发电机组中投入使用。
关键词：核动力发电机组；状态监测；技术
引言
蒸汽轮机是常规核电站的主要设备之一。随着现代科学技术的发展和进步，蒸汽轮机的结构越来越复杂，功能越来越完善，自动化程度越来越高，这导致了蒸汽轮机的可能性。失败。增加，由故障引起的损失也越来越大。这就要求核电站的蒸汽轮机应始终保持良好的健康状态并具有高可用性。使用状态监测技术可以迅速发现并解决蒸汽轮机运行过程中产生的隐藏设备危害，减少故障维护的频率，提高蒸汽轮机运行的可靠性，可用性和可维护性，并核电站长期全负荷运行的基础奠定了良好的基础，实现了维护模式从预防性维护到预测性维护的过渡。本文介绍了物联网状态监测与诊断技术在汽轮机系统中的应用。
1汽轮机故障检测与诊断发展的基本情况
随着当代工业水平的不断提高，机械设备的工业应用水平也越来越高，自动化程度越来越高，综合性和复杂性也越来越高。不同的设备具有不同的功能。他们有效地合作并紧密相连，形成一个有机整体，并共同努力完成生产任务。因此，一旦一台设备出现故障，整个系统将无法运行，这将严重影响生产活动的正常运行并造成经济损失。因此，为避免这种情况，有必要了解和掌握不同设备故障的原因。由于在相关工业设备系统中引入了在线故障检测技术，因此可以很好地监视设备关键部件的运行状态，不仅减轻了体力劳动强度，节省了时间，而且提高了生产效率，促进了企业生产经济好处。首先，在线故障诊断技术主要用于电力，石化，冶金和铁路系统。后来，随着计算机技术的不断发展，它被广泛应用于各个经济领域。其中，最广泛用于大型蒸汽轮发电机。随着技术的不断研究和经验教训的总结，在线监测与诊断技术在汽轮发电机组中的应用技术越来越先进，信息化程度越来越高，整体水平越来越高。系统化越来越高。而且，通过一些知名大学和研究机构的共同发展，在线监测和故障诊断技术已经形成了具有自主知识产权的技术体系。经过数十年的发展，在线监测和诊断技术还融合了许多先进的科学技术，例如应用材料技术，电力技术和磁技术。与诊断有关的理论技术的发展已越来越完善。该技术涉及十几种学科和技术，包括控制理论，计算机科学和神经诊断。它属于边缘科学类别。随着技术的不断发展和进步，人工智能与自动化技术的结合，然后再应用于检测与诊断技术，对于更好地解决汽轮机故障问题具有重要意义。汽轮机故障的研究一般分为两个方向：诊断和解决。首先，分析一些常见故障，并使用具有辅助功能的相关设备进行故障处理，可以有效提高汽轮机系统的稳定性。实现其正常运行，促进生产的可持续运行。
2核电汽轮机状态监测评估技术
2.1系统结构与配置
汽轮机监控诊断系统由数据采集系统，处理数据系统，执行系统，备份数据系统，网络交换系统和不同的核心硬件设备组成。数据采集系统实时传输由不同监控系统收集的真实有效数据，例如温度和压力，相关流量，位移和传输。将有效数据传输到数据收集计算机系统后，每台计算机将处理接收到的数据，并在处理后将其传输到数据库。之后，数据处理系统将从数据库中检索数据进行计算和分析，然后将计算结果发送回数据库，最后数据库将计算结果发送到不同的执行系统进行操作。备份数据系统将备份从数据收集系统传输的数据和计算出的数据。
用户只需要使用网络交换机来访问数据库中的数据，了解蒸汽轮机的实际操作，并可以输出报告。
2.2蒸汽湿度监测
由于核电蒸汽轮机使用大流量的饱和蒸汽作为工作介质，因此在蒸汽轮机运行期间，部分蒸汽会凝结成气缸中的细小水滴并悬浮在气相中，从而使涡轮叶片工作潮湿的蒸汽环境。与传统的火力发电厂相比，核蒸汽轮机具有更长的末级叶片和更高的叶片尖端线速度，并且在调峰期间机组的低负荷运行更容易引起叶片腐蚀和应力腐蚀。同时，当湿蒸汽在汽轮机中膨胀进行工作时，也会增加水分的流失，从而降低汽轮机低压段的效率，影响发电效率。蒸汽湿度监测方法主要包括光学和热力学方法。通过监测湿蒸汽可以得到蒸汽温度，液滴大小，数量和分布，然后进行数据分析以及时调整运行参数，以降低蒸汽湿度并减少叶片损坏，从而提高发电效率。
2.3监控信息的分析与处理
提高汽轮机信息的正确分析能力，使在线监控模块可以更好地发挥信息处理功能。在线监控模块不依赖于计算机系统，而是可以实现信息处理。它主要分析和处理汽轮机的振动信号，以有效地诊断故障。当采用相关的监测技术进行检测时，检测到的信号符合线性叠加理论，可以断定汽轮机状态是稳定的。但是，在实际应用中，许多检测信号不符合理论条件，并且不是线性的。该理论的缺陷将影响监控技术的应用。经过反复实验和总结研究，相关专家在此技术的基础上增加了相关的诊断系统和检测系统，以诊断汽轮机的运行和异常现象，提高故障检测方法的准确性。使用信息处理模块的功能来分析和处理信息符号，并将检测到的信号与标准数据进行比较。如果存在偏差，将直接发送异常情况以方便检查，然后查找故障原因，然后寻求解决方案。
2.4偏差分析
偏差分析系统将定期检索数据中的数据，并将其与当前工作条件表中最令人担忧的参数进行比较。如果当前数据记录优于最佳参数，则需要将数据更新为最新参数。否则，在执行参数偏差分析并发现当前设备操作问题时，没有直接的基础来升级系统。此外，调整系统还具有非常强大的测试平台功能，生产报告输出功能以及实时故障诊断等相关功能。不仅为技术人员提供了重要的指导，而且还为优化和审查与系统相关的性能提供了有价值的数据。
2.5产品油监测
机油监控分析方法是监控和分析机组所使用的润滑油的性能参数以及机油中所含的微小杂质颗粒，主要包括液压系统和润滑系统。通过实时监测油的粘度，pH，水分，杂质颗粒等参数，不仅可以掌握润滑油的实时性能，而且可以间接分析单元轴承和密封件的工作状况。它可以通过润滑剂中的少量固体成分来诊断和分析轴承，机械密封件和其他部件的磨损。
结论
随着经济的快速发展，能源供应紧张，迫切需要新能源。作为发电的重要设备，蒸汽轮机与能源供应和可持续的经济发展有关。汽轮机受自身和外部环境的影响，故障的可能性也很高。因此，加强对汽轮机状态的在线监测和故障诊断，提高监测和诊断效率，对确保汽轮机的正常运行，提高生产效率，缓解能源短缺有很大的作用。
参考文献
[1]翟新杰．基于LabVIEW的汽轮机振动状态监测与故障诊断系统研究［D］．华北电力大学，2015．
[2]刘晓东.核电站汽轮机运行特点与监测诊断[J].山东工业技术,2016(19):148.
[3]夏仕峰.浅谈核电站汽轮机运行特点与监测诊断[J].科技风,2015(12):88-89.
[4]邓德兵，赵清森，陈伟，刘刚．核电站汽轮机运行性能监测与诊断［J］．动力工程学报，2011，8:585～589.