西安热工院十年磨一剑一朝显锋芒西安热工院独创技术治愈机组“疑难病症”

2021-10-27 14:53

十年磨一剑，终会露出锋芒

——记录Xi热力工程学院汽轮发电机组复杂振动故障诊断与处理技术

汽轮发电机组作为电厂的“心脏”，是将热能转化为电能的核心中心，也是电力设施安全运行的重中之重。许多电厂已将汽轮发电机组振动故障的诊断和处理列为安全运行的重中之重。

作为“安全卫士”，Xi安热院专家团队十年磨一剑，指的是汽轮发电机组复杂振动故障的诊断与处理，致力于研究解决最复杂的三大“疑难病症”——转子裂纹诊断、渐进多维弯曲和发电机结构振动，对症下药。

汽轮机振动会造成哪些危害“顽疾”

近年来，大量高参数、大容量机组投产，交流串联补偿、特高压直流等输电新技术得到广泛应用。此外，由于参与深度调峰和灵活运行，汽轮发电机转子承受较大的交变应力，使电厂运行机组遭受转子裂纹、逐渐多维弯曲和发电机结构振动三大恶性故障。

这些故障如果不及时诊断和处理，就会随意发展，后果极其严重，从转子报废到损失上千万元，再到氢气爆炸、断轴、机器损坏，甚至人身伤亡，将直接威胁员工的生命安全。因此，及时预防微延迟、诊断和管理迫在眉睫。

三项原创技术

治理和诊断的“诀窍”是什么

Xi安热院振动技术研究团队围绕转子裂纹、渐进多维弯曲、发电机结构振动三大复杂振动故障，潜心研究，精准施策，采用独创的先进技术，提高复杂振动诊断与处理的准确性和实用性。

转子裂纹诊断技术首次实现了基于异常振动的运行机组转子裂纹故障识别。以往传统技术只能在检修时检测裂纹，受转子结构复杂程度影响较大，容易漏检。而先进的转子裂纹诊断技术实现了在役机组转子裂纹的全天候实时识别，无需增加设备，准确率高。

转子渐进多维弯曲故障识别与振动控制技术，利用数字化建模，精确控制转子多维弯曲，并预测未来弯曲情况。通过现场动平衡试验，突破了现场弯曲0.12mm必须返厂处理的惯例，成功消除了高、中压转子弯曲0.16 mm的振动故障..

《发电机结构振动诊断与处理方法》首次提出了发电机结构振动解耦诊断的试验方法，并指出了各种处理措施的关键技术，形成了结构振动诊断与处理的“实用秘籍”，为有效处理结构振动提供了指导准则和实用解决方案。

困扰电厂多年

如何克服振动的“顽疾”

准确识别安全防控。近年来，利用转子裂纹诊断技术，识别出了8起在国内外影响较大的运行中的转子严重裂纹故障。其中，内蒙古某电厂1号机组高、中压转子振动严重超标，被迫两次转入检修，一次返厂检查。但由于故障原因不明，振动问题迟迟得不到解决，机组连续5个月无法正常运行。命令热工院振动专家临危受命，采用转子裂纹诊断技术，对高、中压转子裂纹进行精确诊断。然后揭开气缸，发现转子第一级裂纹和沟槽已经覆盖整个圆周，最大裂纹深度超过一半，非常危险，成功避免了一起断轴毁机的重大事故，甚至造成人身伤亡。

在以严格安全著称的核电领域，三大原创技术也长期被国内90%的核电厂认可和采用，形成了预防长跟踪的大数据安全机制，为AP1000、EPR、华龙一号等世界首批反应堆的安全稳定运行保驾护航。

轻松解决难题。我国某核电站1号发电机振动故障，最初由国外专家进行处理，历时近5年，但处理效果不尽如人意，被电厂列为“十大缺陷”。采用发电机结构振动故障诊断与处理技术，国内首次对装有弹簧基础的汽轮发电机组轴承支撑刚度进行调整，成功解决了故障。类似于困扰宁德某电厂5年、淮南某电厂8年的“顽疾”，用“原治”的诊疗方法解决。

“微创技术”延长了设备的使用寿命。利用梯度多维曲转子现场动平衡技术，贵州兴义、上海石洞口电厂等多台曲转子成功脱困，目前仍处于安全运行状态。在内蒙古达拉特、福建湄洲湾、贵州盘县等电厂，发电机因振动故障面临大修，现场处理高效成功，解决了燃眉之急。采用热工院“微创技术”保证设备连续运行的案例不胜枚举。

技术的广泛应用赢得了各方的无数赞誉

几十年磨一剑，一旦出鞘，就会露出锋芒。三大原创技术的推广应用遍地开花，淘汰火电、核电、联合循环发电机组振动故障150余台，机组容量覆盖135兆瓦-1750兆瓦。研究成果已发表在专著1部、科技论文30篇、授权发明专利5项、实用新型专利1项、正在实质审查的发明专利2项。在2020年4月18日中国电气工程学会主办的技术鉴定会上，由厂家、发电集团、电力科研院所、生产企业、高校等10位长期从事该行业的资深专家、院士组成的评审组一致认为，“现场故障诊断处理技术整体达到国际领先水平”。已有20多家电厂颁发了申请证书并给予高度评价，称“Xi安热院不愧为国家队”。