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火电行业
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电力行业主辅机设备可行性监测方案


一、概 述


现代化电厂是一个庞大而又复杂的生产电能与热能的工厂,最主要的设备是锅炉、汽轮机和发电机,而除了主机之外诸如循环水系统、供水设备、水处理设备、除尘设备、燃料储运设备、风机、磨煤机、氧化风机等重要辅机机组,机组运行润滑系统是各主辅机不可或缺的润滑介质,润滑作用,还有清洁、冷却、防锈、密封、抗氧化、缓冲等作用。对于润滑系统来讲其主要功能是向汽轮发电机组的各轴承(支承轴承和推力轴承)、盘车机构、顶轴装置,调速系统DEH提供润滑油、冷却油和顶轴油。机组设备润滑系统油品品质的保障能确保机组安全稳定运行,依据火电调研数据表明因润滑系统油品出现劣化污染导致机组设备影响电厂“非停”和“降出力”工况其主要因素之一。
然而,电厂设备机组苛刻的运行环境和工况,如本身的高温、高速、高压、重载以及系统的复杂性,润滑油和抗燃油难免会受到各种因素的影响,如水的污染,机械杂质,以及其它外界污染物的进入;同时,油液本身在高温、高压、重载的运行工况下也会氧化变质。严重时会导致汽轮机烧瓦、大轴弯曲、转子动静磨擦甚至整机损坏等恶性事故的发生。抗燃油EH系统是汽轮机及其重要辅机超速保护系统,能进行汽轮机及其重要辅机运行和启停时的监控等,通过这套高压的油系统来实现紧急情况下关闭各汽门的保安功能。这些油系统的正常工作对于保证汽轮机的安全运行具有极其重要的作用。
实际运行中,汽轮机组因润滑系统及抗燃油或者油质污染(颗粒度)超标而被迫停机的事情常有发生,这就给发电企业带来极大的损失。对于辅机润滑来讲,在2013年华电集团内火电机组非停统计中,因辅机润滑原因引起非停或降出力事件占全年非停事件中的26.7%。因此,强化对汽轮机及其重要辅机机器重要辅机的油系统的管理与监控,才能做到防患于未然。

二、现 状
油液如同人体的血液,其各项物理化学特征也能反映机组各部件的运行状况,如汽轮机润滑油粘度对轴颈和轴承面建立油膜、决定轴承效能和稳定特性同时还决定了油的流动能力和油支撑负荷和传送热量的能力,水份的存在会加速油质的老化及产生乳化、微量磨损金属含量趋势能反映设备(轴承)的磨损状况;清洁度是否达标、是否吸收有溶解水、氧化是否加速直接影响抗燃油系统的做功精度以及是否会出现紧急停机。故电厂一般配备油液检测实验室,定期对油品的化学和物理性能进行化验和分析。而如上所述的外界或内部产生的水和污染物短期内聚集或突然增加,设备的早期磨损故障,通过常规检验是不可能预测的。并且检测报告具有较大滞后性,不能反映实际的工况。因此,对起轮发电机油液在线监测变的越来越重要。
金属磨损在线监测应用于传动系统设备(轴承和齿轮)润滑油中磨损碎屑的实时监测,能够有效降低传动系统因磨损引起的故障发生的频率。润滑油中金属碎屑参数变化可以作为传动系统磨损状态的信息。通过在线监测滑油金属磨屑情况,可以在传动系统出现重大磨损故障之前诊断出早期磨损状况,还可以预测从出现故障征兆到出现严重故障的时间,以便采取主动的维护措施。
金属磨损在线监测使用范围广泛,可以用于汽轮机轴承、(增速或减速)齿轮箱、铁路机车、重型机械、大型发动机、船舶、钢铁、石化等领域的润滑系统磨损监测。
汽轮发电机组及其辅机油液状态在线监测已经成为新的前沿技术并加以推广。未来的技术提升已将预测性维修,改善可靠性作为主要目标。因此实时在线监测汽轮发电机组润滑系统的工况与磨损状况,能及时发现早期故障征兆,采用相应的解决措施以防止重大事故的发生。这也是目前国际上提倡的“预防性维护”措施;如美孚石油(Mobil)的Signum的项目和壳牌公司(Shell)的润滑管理均是以此为基础。
三、解决方法
汽轮机及其重要辅机抗燃油和润滑油的油质好坏以及汽轮机轴承的磨损情况直接关系到机组运行的安全性和经济性。
轴承用的润滑油质劣化的主要原因是油中的水和空气。油中的水破坏油膜的连续性和强度,降低油的运动粘度,恶化润滑性能,改变轴承动、静特性,能使油液产生酸性物质腐蚀元件,并生成氧化铁颗粒,加剧磨损和金属脱落。而油  中溶有空气,会加速油的氧化,增加系统中的杂质污染,破坏油的正常润滑作用。所以润滑油的监测主要监测两个方面,第一,实时监测轴承的磨损情况;第二,实时监测润滑油的品质。
另外,抗燃油系统供油污染度超标、压力不足或者油中的杂质阻塞油路使供油量不足等等的材质和设备方面的问题都需要一种状态检修的手段。所以,抗燃油主要监测油的污染度以及水分粘度等理化特性。
因此,在汽轮机及其重要辅机组长期的运行中,应采用一种能对润滑油和抗燃油系统(油质)的状态进行在线连续监测的系统,可以实时、自动、连续地采集和存储汽轮机及其重要辅机轴系动力系统的各种数据,提供完整的轴系运行和设备磨损档案,这对克服润滑油和抗燃油系统在线了解甚少的状况很有必要。比如对抗燃油的清洁度进行在线监测,在清洁度超标时监测设备输出开关量,实时控制离线精滤机进行滤油,不仅可以将汽轮机油质控制在系统所要求的方针清洁度范围内,还可凭据汽轮机油清洁度的变化情况实时发现机组运行中泛起的异常情况,在故障早期阶段接纳措施,避免油污染风险的发生,保证机组平安靠得住的运行。
再比如针对每一个汽轮机轴承的润滑油系统中,都可以在该轴承的进出油管之间并联部署轴承磨损监测,用于实时观测设备(轴承)的磨损情况,形成设备(轴承)健康磨损档案,对设备的健康状况形成量化分析,为设备(轴承)故障做预警。

现阶段在线监测系统往往监测的参数比较单一,国内现在集中在对抗燃油油的水分检测上。电厂应安装油质(颗粒度、水分和粘度)和磨损量在线监测装备,在机组安装、维修后进行油系统冲洗及在补充新油进程中对汽轮机及其重要辅机油质进行检测,以保证汽轮机及其重要辅机油质合适要求,基于油液和磨损的综合监测汽轮机方案拓扑图:

主辅机设备综合监测拓扑图




四、规范标准

系统的硬件和软件技术符合有关的国家标准和行业标准,达到或超过项目规定的技术指标。当有多种标准、准则和规定可以执行时,必须采用最严格的标准来完成。

表2 系统相关的部分标准

标准号

名称

DIN EN60721-3

环境条件分类

EN50178-1998

用于电力安装的电力设备

IEC 60204-11-2000/EN60204-11-2001

机械电气设备

ISO 13374

机器的状态监测和诊断数据处理、通信和表达

CE

欧盟电子产品质量标准

ISO 9001

ISO 质量认证体系

GB11920-98

电站电气部分集中控制装置通用技术条件

GB4720-84

低压电器电控设备

JB616-84

电力系统二次电路用屏(台)通用技术条件

IEC144

低压开关和控制设备的外壳防护等级

2004/108/EC

电磁兼容性EMC指导

2006/95/EC

特定电压范围内-低压指导

IEC 61000

电磁谐波兼容标准

EN60505-2000

电气绝缘系统的合格性与评价

GBT14549-1993

电能质量 公用电网谐波

IEEE 519-1992

电源系统的谐波控制的推荐实施规范和要求

IEC61000-4-5:2005

浪涌防护标准


五、可行性分析


针对上述设备存在的问题,汽轮发电机组及其辅机润滑油系统以及抗燃油系统的油液在线监测势在必行,采用能够实时在线监测油液状态的技术,就能够达到准确掌握设备运行确实的目的。该在线监测技术是基于主动的维护模式PAP(Predict and Prevent),重点在于应需式监测(以信息传送为主)、信息融合分析、产品全生命周期检测、系统维护优化的技术开发与应用。产品和设备的维护体现了预防性要求,达到近乎于零的故障及自我维护,提高电厂安全生产能力。
该技术能够实时的监测润滑油和抗燃油的污染度(金属颗粒度)指标、水分指标、粘度指标以及油液品质指标(油液介电常数 油液温度 油液密度),同时更进一步的监测设备(轴承)的磨损变化,形成关于设备的两套健康档案(磨损档案以及油品档案)。通过以上途径,在系统的应用层建立设备运行状态数据库,就能够实时描绘出油液老化的趋势以及设备运行的磨损程度,从而指导设备的运维以及更换油液,避免突发以及非计划停机事故(如抗燃油颗粒度超标导致EH设备停机)的发生。而是把注意力更多放在提高设备的可用性上,希望通过对机组运行参数全面的连续监测分析,获取机组每时每刻运行状况的信息,做出正确的判断和预测,达到实现状态检修的目的。
通过对润滑系统以及抗燃油系统的油液实时在线监测,能够达到以下益处,并具有充足的可行性:
⑴该项目实施后,能够极大地提高汽轮发电机组及其辅机油质在线监测能力,通过实时检测油液中磨损颗粒的大小和数目,实时监测油液系统中的油液粘度、温度和水分,综合计算油液主要参数结果,进而对油液的实时工作状态做出评估,并结合历史数据以及故障诊断技术,实现汽轮发电机组及其辅机油液系统的实时在线监测和故障诊断,为汽轮发电机组视情维护研究奠定基础,降低检修维护费用。
⑵在不停机的情况下对汽轮机及其辅机组轴系以及抗燃油系统的状态进行自动的数据采集和分析,对其机械状态给出评估,并给运行和检修人员提出可操作的信息,避免或减少非正常停机,提高机组的可用性。
⑶早期故障识别及时采取措施,改善电厂设备运行安全性。
⑷优化运行过程提高机组使用寿命,延长机组使用时间。
⑸及时发现和监测非正常和故障运行状况并确定原因,对维修进行事先计划布置,达到延长维修间隔,缩短维修时间,提高设备利用率,减少维修费用。
⑹智能自学习系统,可以自动学习每种油品的换油参数,当油品到了需要更换的时候,系统可自动提示。
采用大数据以及基于细胞自动机的数据融合算法(系统独有),形成时刻修正的故障边界。统计汽轮机设备在不同工作环境(磨粒浓度/尺寸、温度、粘度等等)下的有效工作时间,透过随机因素的干扰,将传感器监测到的实时性状态数据转变为能够直接反映设备运行寿命的统计型概要信息,基于此构造潜在故障预测模型是大型

视情维修、风险维修、以可靠性为中心的维修等预测性维修方法,是复杂的系统工程方法,此类方法非常注重使用检查模型、功能检测模型、定期更换模型、故障风险模型、可用度模型、费用模型等数学模型的支持作用。没有对设备实际状况、故障模式、危害因素的精确掌握,没有对包含故障开始发生点、潜在故障点、功能故障点及由潜在故障发展到功能故障的时间历程的准确把握,预测性维修根本无从谈起,组成的一个综合性的在线自动监测体系。



图3-2  设备全生命周期曲线分析


(一)油液与磨损监测技术可行性
该技术能够实时的监测润滑油水分指标、粘度指标以及油液品质指标(油液介电常数 油液温度 油液密度),同时更进一步的监测设备(轴承)的磨损变化,形成关于设备的两套健康档案(磨损档案以及油品档案)。通过以上途径,在系统的应用层建立设备运行状态数据库,就能够实时描绘出油液老化的趋势以及设备运行的磨损程度,从而指导设备的运维以及更换油液,避免突发以及非计划停机事故的发生。
轴承用的润滑油质劣化的主要原因是油中的水和空气。油中的水破坏油膜的连续性和强度,降低油的运动粘度,恶化润滑性能,改变轴承动、静特性,能使油液产生酸性物质腐蚀元件,并生成氧化铁颗粒,加剧磨损和金属脱落。而油中溶有空气,会加速油的氧化,增加系统中的杂质污染,破坏油的正常润滑作用。所以润滑油的监测主要监测两个方面,第一,实时监测轴承的磨损情况;第二,实时监测润滑油的品质。
通过对润滑系统的油液实时在线监测能够达到以下监测益处,并具有充足的可行性:
1.磨粒监测
润滑油中的磨粒是有关磨损状态的重要信息载体, 通过监测、测量和分析机械装置产生的磨损颗粒, 可以得到工作表面的状态, 以及是否可承受进一步的磨损等有用信息, 大多数机器失效期的磨粒特征尺寸, 多在40um--200um 之间。而这些信息是充分发挥磨损部件的工作寿命的重要依据。
2.粘度监测
粘度就是液体的内摩擦力,当液体受外力流动时分子间的阻力即为粘度。用它评价液体流动性,它是润滑油的分类分级、质量鉴别和确定用途的重要指标。不同运动粘度的润滑油(一般使用粘度等级为32#或46#的齿轮油)会形成比较厚的油膜,对机械的摩擦会起到保护的作用。为了防止齿轮箱运动零件间的接触面磨损,润滑油必须有足够的粘度,以便在各种运转温度下都能在运动零件间形成油膜,从而使得齿轮箱顺畅运转;
粘度是油品劣化的重要报警指标。油品被其他油品或杂质污染,粘度会降低或者增高;粘度偏高,则预示润滑油被高粘度有或水污染,同时油品氧化严重时,粘度会增高;粘度偏低,则预示润滑油被燃油、低粘度油污染。粘度监测的警告量级是出厂油品的±5%,失效量级是出厂油品的±10%。
3.水分监测
润滑油中混入水后,会与水发生亲合作用而使油液乳化生成乳化液,降低了润滑性能;同时水与润滑油中的硫、氯离子作用生成硫酸和盐酸,将加速润滑油的劣化,使润滑油失去润滑作用。
水分来源一般为:冷却地水管渗漏使水进入油中;密封不好,外部水经密封不良处进入;湿热气候及温差变化大情况下,油箱呼吸带入。一般情况下,油品水分含量的警告量级为大于新油的0.1%,失效量级为大于新油的0.3%。
研究表明,减少润滑油的含水量,可以显著延长滚动轴承的疲劳寿命。Timken研究结果表明:含水量400ppm水分的油品比含100ppm水分的油品使轴承寿命降低48%;SKF研究结果表明:含500ppm水分的油品比含100ppm水分的油品使轴承寿命降低50%。图  Timken研究结果

4.介电常数监测
介电常数是整体反映在用油整体品质的指标,通过实验结果表明:随着润滑油含水、总酸值、含铁的增加,润滑油介电常数变化趋势一致。故使用介电常数作为评价润滑油衰变程度的综合指标。

图4  介电常数与油液理化指标的联带关系
5.清洁度监测
电力行业动力机构的液压系统中的液压油不可避免地含有各种杂质。其主要来源有:虽经清洗仍然残留在液压系统中的机械杂质,如水垢、铸砂、铁屑、油漆皮和棉纱屑等;外部进入液压系统的杂志,如经加油口、防尘圈等处进入的灰尘;工作过程中产生的杂质,如密封件受液压作用形成的碎片、运动件相对磨损产生的金属粉末、油液因氧化变质产生的胶质、沥青质、碳渣等。上述杂质混入液压油后,随着液压油的循环作用,将到处起破坏作用,严重妨碍液压机构的正常工作。如:使液压元件中相对运动部件之间的很小间隙以及节流小孔和缝隙卡死或者堵塞;破坏相对运动部件之间的油膜,划伤间隙表面,增大内部泄露,降低效率;加剧油液的化学作用,使油液变质。统计表明,液压系统75%以上的故障起源于油液的颗粒污染,因此对油液污染状况进行测定便成为液压系统发展的一个重要课题。下图表示控制污染和延长的设备寿命的关系:



从图中可以看出随着污染物等级的下降,不同的机械结构延长的使用寿命不等,尤其在液压系统(红色曲线)增加的寿命较高。
(二)综合监测技术可行性
在不停机的情况下对汽轮机系统的状态进行自动的数据采集和分析,对其机械状态给出评估,并给运行和检修人员提出可操作的信息,避免或减少非正常停机,提高机组的可用性。
早期故障识别及时采取措施,改善设备运行安全性。
优化运行过程提高机组使用寿命,延长机组使用时间。
及时发现和监测非正常和故障运行状况并确定原因,对维修进行事先计划布置,达到延长维修间隔,缩短维修时间,提高设备利用率,减少维修费用。
(三)方案实施可行性
在本综合监测系统实施中,对于油液与磨损监测系统的部署,该前端监测模块需要接入机组的润滑系统中,并建立串联主路或者并联旁路取油的方式,需要对管路进行改造。由于油液与磨损监测前端监测模块配备了可以定制的安装转接头,这使油液监测系统的安装工作简便。
六、主要技术指标
(一)产品概述
油液在线监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心,运用现代化传感器技术、自动化测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测体系如下图5所示。



图5  油液在线监测装置示意图
油液与磨损综合在线状态监测诊断系统由现场数据采集模块(包括油液数据采集站、磨损监测传感器、油液水分传感器、油液品质传感器、信号传输线缆等)、本地服务器、远程诊断中心构成。通过安装在润滑油路安装在线磨损监测传感器与油液传感器实现对机械的监测,利用信号线缆实现机组运行数据与在线状态监测系统采集器之间传输,通过通信网络将前端采集数据发送至中控室本地服务器进行处理和储存,并进行初步的数据分析与诊断。对于报警数据,在外网开通情况下,利用VPN等方式将数据传输至远程诊断中心,以便诊断专家查看和分析数据以及生成检测报告,保证设备安全运行。
(二)使用环境
该系统满足海拔高度为4000m内稳定运行,生存温度:-50℃~+85℃,工作温度为:-40℃~+80℃。
适用于长期机械振动、多沙尘、高盐雾等环境,高性能防雷击保护和电子兼容能力,提高了系统环境适用能力。
(三)外形尺寸和安装要求
数据采集监测站外形尺寸:长×宽×高= 420×340×153.5mm



图6  数据采集站与安装尺寸
油液监测模块安装在回油端,油液监测器内含磨损监测、水分监测、粘度监测、品质监测以及油温监测传感器。油液监测采集器对前端监测器进行数据采集,并转换为TCP/IP或使用无线信号传输;
在原始油管为金属管路的情况下采用旁路在线取油方式(需加泵)。
在主控室通过交换机方式将信号送给数据服务器,监控终端连接数据服务器由于信息化监控软件的运行。
(四)油液在线监测传感器
在线油品监测分析系统采用的传感器有磨损检测传感器、品质检测传感器、水分检测传感器。磨损检测传感器用于检测油中铁磁性颗粒以及非铁磁性颗粒的大小与数量,并能自行设计大小区间,检测原理为电磁感应原理,不受油中气泡影响。品质检测传感器用于检测油的介电常数和运动粘度,检测原理为音叉式谐振原理。水分检测传感器用于检测油中微水含量,检测原理为薄膜电容原理。
表7 磨损检测传感器参数



项目

参数

可识别的最小铁磁颗粒直径(μm)

50μm

可识别的最小非铁磁颗粒直径(μm)

135μm

传感器管路直径(mm)

10

流量范围(L/min)

1.3~20

工作温度(℃)

-40~80

介质温度(℃)

-40~70

工作压力(MPa)

≤3

通讯接口

RS232、485



磨损传感器对于铁磁性颗粒、非铁磁性颗粒检测范围和检测率应满足表的要求。
表8 铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒检测范围和检测率



介质

铁磁性颗粒尺寸范围

非铁磁性颗粒尺寸范围

检测率

传动设备

50μm~100μm

150μm~200μm

≥90%

100μm~200μm

200μm~400μm

≥95%

200μm~400μm

400μm~800μm

≥95%

400μm~800μm

800μm~1600μm

≥95%

800μm以上

1600μm以上

≥95%



表9  油液污染清洁度传感器参数


项目

参数

测量范围

4、6、14、21μm颗粒数量等级;

参考标准

ISO、NAS标准(10mL/min);

精 度

4μm (ISO 4402、GJB420B-2006标准)

输出结果

各种国际标准可选(如:ISO4406,NAS1638)

工作温度

环境温度-40℃~+85℃;

额定流量

90~130mL/min

介子压力

不大于4MPa,瞬时8MPa




表10 油液品质传感器参数


项目

参数

测量范围

密度(g/ml)

0.65~1.50

粘度(cst)

0~460(40℃)

温度(℃)

-40~150

介电常数

1~10

准确度

密度(%)

量程的±3

粘度(%)

量程的±10

温度(℃)

0.1

介电常数(%)

量程的±3

精 度

密度(kg/m³)

0.1

粘度(cst)

1

温度(℃)

0.1

介电常数

0.1

工作压力(MPa)

≤3.5

通讯接口

CAN


表11  油液水分检测传感器参数



项目

参数

型号

SRZT-01

微水含量

0~1000ppm

准确度

示数的10%或10ppm,二者取较大值

精度

0.1ppm

通讯方式

RS232、485




(五)系统软件技术性能
现场服务器上运行专用的分析软件平台。该软件显示监测的磨损值、润滑油粘度和水分、污染度、磨损趋势以及各个指标的实时值,同时具备对滚动轴承、传动齿轮等设备磨损故障诊断的分析功能。可以实时和离线地通过分析软件生成的数据实时数据监控图以及趋势曲线图等,以列表或可视化界面等方式得出机组当前的磨损状态。数据异常时,可给出初步的故障信息以及相应的处理措施。
故障预警系统主要包括如下几个功能模块:数据采集和网络通讯模块、数据的实时处理和数据存储模块、信息融合模块、故障诊断模块、人机交互模块(界面如图)。
图12 人机访问登入界面
油液智能在线监测参数数据可通过互联网络实现远程诊断,并建立了多参数跨平台模块化的综合大数据处理系统,公司技术专家可提供更专业化的润滑磨损实时诊断服务,如下图所示。

图13  综合监控实时显示




进行分析时,需要选择左侧的设备编号以及选定时间段,才能够描绘历史图形。该功能有助于分析该设备的一段时间内的数据故障报警及故障值记录变化。
图14  综合监控与报警实时显示



图15 油品趋势图
油液水分历史分析
软件功能导航栏,综合分析→油液水分历史,即可进入油液品质的历史分析界面,该处软件会对一段时间的润滑油水含量、水活性以及流经采集站的油液温度进行趋势分析。
进行分析时,需要选择左侧的设备编号以及选定时间段,才能够描绘历史图形。该功能有助于分析该设备的一段时间内的数据变化。



图16  水分趋势图
磨损历史分析
软件功能导航栏,综合分析→磨损历史,即可进入油液品质的历史分析界面,该处软件会对一段时间的齿轮箱不同磨粒大小的进行趋势分析。进行分析时,需要选择左侧的设备编号以及选定时间段,才能够描绘历史图形。该功能有助于分析该设备的一段时间内的数据变化以及磨损速率。
图17  磨损趋势图
(六)远程数据分析诊断
系统可以通过Internet接入,其动态数据刷新时间≤3s,可以通过TCP/UDP/HTTP等多种方式实现现场信号分析功能。借助于WEB进行远程监测诊断,能够定期形成设备状态的报告,对出现异常的设备,可以组织有关专家通过视频会议进行诊断。
(七)数据管理功能
1.数据记录的存储策略
多种采样触发方式的数据采集技术:等时间触发、报警触发等方式,保证没有多余的与诊断无关的信息存储,即有诊断价值的数据多保留,无诊断价值的数据少保留。
2.数据备份方法
中心服务器配有Raid5数据自动备份功能。
公司定期通过远程登陆的方式来检查数据备份的情况,发现问题及时处理。
3.用户数据查询功能
系统为开放的数据库结构,有相应权限的系统用户可以任意查询机组数据,查询的方式分为:按时间查询、按趋势查询、按报警查询、按数据的不同类型查询等。



七、具体实施方案

该项目需要对汽轮机润滑及抗燃油循环管路进行技术升级改造,即在原始管路中并联一段管路用于在线油液监测系统(具体安装方式与滤油机的方式类似)。该改造可结合机组检修同步进行。

下面对典型的系统安装在线油液监测系统进行图示:

汽机润滑与抗燃油以及水泵系统如图所示,利用汽机油箱的出油管路进行润滑及抗燃润滑油系统的实时在线采集,由于该处处于液压油泵之前,故该段油管路压力较小。监测系统回油管路利用油箱上的预留口进行回油。利用在线监测系统内的电泵形成监测系统油路循:


汽轮机主润滑系统油液在线监测实施拓扑图(带旁路精滤)


一拖二机组监测实现组合方案



抗燃油系统如图所示,利用油箱的出油管路进行抗燃油的在线采集,由于该处处于液压油泵之前,故该段油管路压力较小。监测系统回油管路利用油箱上的预留口进行回油。利用在线监测系统内的电泵形成监测系统油路循环:


抗燃油系统采用油液在线监测的图示以及安装方法



下图为汽轮机重要辅机给水泵的润滑系统监测方案。从左右两个润滑设备的油管上取油,回油管接在油箱上部预留的回油管上,利用在线监测系统油泵压力产生循环:


给水泵润滑油系统安装油液在线监测装置图示方案


八、预期收益
关于润滑系统油液的污染与油品性能劣化,可能导致严重的计划外停机,生产损失。为了预测设备的润滑故障,我司开发研制基于光学颗粒计数、音叉式谐振、高分子薄膜电容传感及电磁感应探测技术等实现“油液智能在线监测系统”对传动、液压、动力设备机组实时监测,为设备在用油的变化与污染、磨损提供及时预警,油液在线监测技术与当前设备发展的高新技术融合是其发展的动力。
(一)直接收益
公司研发的在线监测的主要目的是预测性维护和精准主动维护,不是将故障“0”化而是将故障先兆发现并主动维护,从而减少设备停机时间和备件损失,更主要是节约的因停机后的人工损失和设备加速报废,如表所示。

表22  在线监测效益表例



在线监测效益表例


(二)间接收益
1.监测油品变化,判断油品自身衰变和外界污染的程度,延迟换油周期;
2.实现油品污染的实时在线监测,减少停机时间,保障生产力;
3.提供系统失效的高级报警,防止重大事故的发生,避免非计划停机;
4.提供拟建机组设备设计、评估分析获得历史数据及知识;
5.通过缩减检查成本、故障时间, 降低全寿命周期的成本 ;
6.实行设备视情维修,推行设备状态监测,降低维修费用,合理使用设备 ;
7.协助设备故障诊断和原因分析,预测预防设备故障,降低运维综合成本。

九、备 注


根据以上的设备机组安装示例,火电厂汽轮机及其重要辅机的安装磨损与油液在线状态监测系统,整体可实施主辅机运行安装设备及监测项目如下所示:

电厂主辅设备安装方案