本發(fā)明涉及煤電領(lǐng)域，特別是一種煤電機(jī)組閥門故障診斷與治理方法。

背景技術(shù)：

1、切向全周進(jìn)汽技術(shù)作為一種新型的節(jié)能技術(shù)，廣泛應(yīng)用于汽輪機(jī)組。有的超超臨界1000mw、660mw汽輪機(jī)組采用水平切向全周進(jìn)汽，具有進(jìn)汽壓損小、建設(shè)成本較低、甩負(fù)荷時(shí)容積余量小等特點(diǎn)，有助于提高機(jī)組靈活性和安全可靠性。后來有了錯(cuò)位水平、錯(cuò)位垂直切向全周進(jìn)汽方案并應(yīng)用于超超臨界汽輪機(jī)組中，進(jìn)一步提高了機(jī)組的效率。目前，在大量的1000mw機(jī)組，許多機(jī)組運(yùn)行中軸瓦會(huì)出現(xiàn)異常振動(dòng)現(xiàn)象并伴有異常噪聲，嚴(yán)重影響機(jī)組安全穩(wěn)定的運(yùn)行。對(duì)于前述異常振動(dòng)及噪聲，目前還缺乏有效的故障診斷方法，而且現(xiàn)有研究都偏向理論研究，也沒有可給出的處置方法解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決當(dāng)前對(duì)異常振動(dòng)和噪聲只有理論研究，缺乏實(shí)際有效的故障診斷方法處置軸瓦產(chǎn)生異常振動(dòng)和噪聲故障診斷及解決處置的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種煤電機(jī)組閥門故障診斷與治理方法，通過對(duì)汽輪機(jī)的振動(dòng)頻率展開分析，并結(jié)合現(xiàn)有的共振理論判斷振動(dòng)原因，進(jìn)行相應(yīng)處置，減小振動(dòng)降低噪聲，提高機(jī)組運(yùn)行工作的可靠性，使機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2、本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案：一種煤電機(jī)組閥門故障診斷與治理方法，其特征是包括以下步驟：

3、(1)測量汽輪機(jī)的振動(dòng)頻譜fv，所述振動(dòng)頻譜為軸振頻譜或瓦振頻譜；

4、(2)分析振動(dòng)頻譜fv，在振動(dòng)頻譜fv＞50hz時(shí)轉(zhuǎn)下一步驟；

5、(3)測試閥門噪聲頻率fc、軸瓦固有頻率fb及彈簧箱固有頻率ft；

6、(4)計(jì)算振動(dòng)頻譜fv和閥門噪聲頻率fc的比值，在fv/fc∈(0.85～1.15)時(shí)轉(zhuǎn)下一步驟；

7、(5)比較振動(dòng)頻譜fv和彈簧箱固有頻率ft，在fv≤ft時(shí)轉(zhuǎn)下一步驟；

8、(6)計(jì)算振動(dòng)頻譜fv和軸瓦固有頻率fb的比值，在fv/fb的比值≥0.85時(shí)轉(zhuǎn)下一步驟；

9、(7)診斷故障為高頻間歇性的激振力，并可通過閥門活動(dòng)性試驗(yàn)處置，轉(zhuǎn)下一步驟；

10、(8)調(diào)整彈簧箱體垂直度；

11、(9)測量瓦振的振動(dòng)值，在振動(dòng)值＜3.8mm/s時(shí)結(jié)束。

12、本發(fā)明通過測量汽輪機(jī)的振動(dòng)頻譜，特別是在汽輪機(jī)振動(dòng)頻率為高于50hz的高頻時(shí)，由于高頻振動(dòng)主要來源于閥門故障、汽流脈動(dòng)、閃蒸等不均勻的激振力，一般伴隨有高頻噪聲，閥門高頻振動(dòng)主要原因?yàn)椴环€(wěn)定的高頻激振力增大激發(fā)閥門系統(tǒng)的共振，并激發(fā)高頻噪聲傳遞至軸瓦表面，進(jìn)而導(dǎo)致軸瓦微幅共振，此時(shí)通過測量采集閥門噪聲頻率、軸瓦固有頻率及彈簧箱固有頻率，然后比較fv/fc的比值是否在設(shè)定集合范圍內(nèi)，可以判斷發(fā)生共振的概率，然后逐層遞進(jìn)分析fv/ft的比值與fv/fb的比值，診斷發(fā)生振動(dòng)故障的故障源為高頻間歇性的激振力，主要為汽輪機(jī)通流部分或閥門處出現(xiàn)了汽流力，可通過閥門壓板定期進(jìn)行中壓主汽門、中壓調(diào)門的全行程閥門活動(dòng)性試驗(yàn)(即沖擊試驗(yàn))，提高閥門的汽流穩(wěn)定性，降低中調(diào)門處的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，進(jìn)而減小此處的噪聲，進(jìn)一步調(diào)整彈簧箱體垂直度可使閥門噪聲減小更明顯，待瓦振的振動(dòng)值減小到設(shè)定閾值后結(jié)束。此外在步驟(4)中當(dāng)fv/fc的比值超出設(shè)定集合時(shí)診斷為其它問題，不需要處理。閥門活動(dòng)性試驗(yàn)為現(xiàn)有技術(shù)。

13、作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明采用如下技術(shù)措施：所述步驟(6)中當(dāng)fv/fb的比值小于0.85時(shí)診斷故障為彈簧支座傾斜與彈簧受損，并可通過更換閥門彈簧筒處置，處置完畢后回到步驟(8)。

14、當(dāng)fv/fb的比值小于0.85時(shí)說明彈簧支座偏斜和彈簧受損引起的故障，更換新的閥門彈簧筒就可以解決。

15、優(yōu)選的，所述步驟(9)中當(dāng)振動(dòng)值≥3.8mm/s時(shí)回到步驟(6)。

16、在瓦振的振動(dòng)值仍然大于設(shè)定值時(shí)，重新回到步驟(6)中計(jì)算振動(dòng)頻譜和軸瓦固有頻率的比值。

17、優(yōu)選的，所述步驟(5)中當(dāng)fv＞ft時(shí)診斷故障為管道汽流影響，并可通過調(diào)整管道連接處置。

18、當(dāng)fv＞ft時(shí)說明振動(dòng)是管道造成的，因?yàn)楣艿懒鲌鍪Х€(wěn)會(huì)誘發(fā)高頻激振力，在高溫、高壓蒸汽通過閥門時(shí)，由于流道形狀改變導(dǎo)致蒸汽狀態(tài)發(fā)生變化，從而產(chǎn)生紊流和渦流。實(shí)際工作時(shí)，蒸汽在閥門內(nèi)的節(jié)流過程會(huì)使其受到摩擦、阻力和各種擾動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生不同形式的漩渦流使管道流場失穩(wěn)，這種故障可以通過調(diào)整管道連接解決，調(diào)整管道連接包括對(duì)現(xiàn)有管道支架的加固與增設(shè)，目的是強(qiáng)化對(duì)管道的支撐固定。

19、優(yōu)選的，所述步驟(2)中當(dāng)振動(dòng)頻譜fv≤50hz時(shí)轉(zhuǎn)到步驟(2-1)；

20、(2-1)測量閥門的振動(dòng)值，當(dāng)振動(dòng)值＜125μm時(shí)轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)步驟(2-2)；

21、(2-2)測量閥門振動(dòng)頻譜診斷故障，在閥門振動(dòng)頻譜為工頻時(shí)診斷故障為轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡，進(jìn)行動(dòng)平衡調(diào)整；在閥門振動(dòng)頻譜為半倍頻時(shí)診斷故障為油膜渦動(dòng)或汽流激振，調(diào)整油壓、油溫及軸瓦結(jié)構(gòu)。

22、當(dāng)fv≤50hz繼續(xù)測量閥門的振動(dòng)值，并在其小于設(shè)定閾值時(shí)可以判定振動(dòng)較小，然后再依據(jù)頻譜分析，如工頻診斷為轉(zhuǎn)子故障，具體是轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡，需要做動(dòng)平衡調(diào)整；如半倍頻則診斷為油膜渦動(dòng)或汽流激振，調(diào)整油壓、油溫及軸瓦結(jié)構(gòu)。

23、優(yōu)選的，所述步驟(2-1)中當(dāng)振動(dòng)值≥125μm時(shí)轉(zhuǎn)下一步驟(2-3)；

24、(2-3)測量閥門固有頻率判斷共振風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間，測量閥門固有頻率fd并與振動(dòng)頻譜fv比較，在fd/fv∈(0.85～1.15)時(shí)診斷共振風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間為共振頻率的±x％，10≤x≤15，通過步驟(2-4)調(diào)整以避開共振風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間；

25、(2-4)調(diào)整包括依序進(jìn)行的調(diào)整管道、調(diào)整閥門彈簧及調(diào)整缸體載荷分配，在調(diào)整缸體載荷分配完畢后回到步驟(2-1)。

26、當(dāng)閥門振動(dòng)值較大達(dá)標(biāo)甚至超出設(shè)定閾值時(shí)，進(jìn)一步比較閥門固有頻率和振動(dòng)頻譜的比值，并據(jù)此結(jié)合共振理論診斷劃分會(huì)產(chǎn)生共振的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間，然后再依序先后調(diào)整管道、閥門彈簧及缸體載荷分配，以避開共振風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間。調(diào)整管道可以是對(duì)現(xiàn)有管道支架的加固與增設(shè)，強(qiáng)化對(duì)管道的支撐固定；調(diào)整閥門彈簧具體是彈簧體垂直調(diào)整。

27、優(yōu)選的，所述步驟(2-3)中x的取值為15。通過在x的取值區(qū)間中選取最大值，擴(kuò)大需要防范注意的共振風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間，進(jìn)一步嚴(yán)格風(fēng)險(xiǎn)控制，減小共振風(fēng)險(xiǎn)。

28、本發(fā)明的有益技術(shù)效果：對(duì)汽輪機(jī)的振動(dòng)進(jìn)行測量獲取振動(dòng)頻譜，然后展開分析，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的共振理論判斷振動(dòng)原因，據(jù)此進(jìn)行不同的調(diào)整處置，減小振動(dòng)降低噪聲，提高機(jī)組運(yùn)行工作的可靠性。調(diào)整方式可以是多樣化的調(diào)節(jié)管道連接和閥門彈簧、缸體載荷分配，或閥門彈簧筒更換(對(duì)應(yīng)閥門彈簧支座)、閥門活動(dòng)性試驗(yàn)及彈簧箱體垂直度(對(duì)應(yīng)閥門彈簧支座傾斜度)等措施。

技術(shù)特征：

1.一種煤電機(jī)組閥門故障診斷與治理方法，其特征是包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤電機(jī)組閥門故障診斷與治理方法，其特征是所述步驟(6)中當(dāng)fv/fb的比值小于0.85時(shí)診斷故障為彈簧支座傾斜與彈簧受損，并可通過更換閥門彈簧筒處置，處置完畢后回到步驟(8)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤電機(jī)組閥門故障診斷與治理方法，其特征是所述步驟(9)中當(dāng)振動(dòng)值≥3.8mm/s時(shí)回到步驟(6)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤電機(jī)組閥門故障診斷與治理方法，其特征是所述步驟(5)中當(dāng)fv＞ft時(shí)診斷故障為管道汽流影響，并可通過調(diào)整管道連接處置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤電機(jī)組閥門故障診斷與治理方法，其特征是所述步驟(2)中當(dāng)振動(dòng)頻譜fv≤50hz時(shí)轉(zhuǎn)到步驟(2-1)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤電機(jī)組閥門故障診斷與治理方法，其特征是所述步驟(2-1)中當(dāng)振動(dòng)值≥125μm時(shí)轉(zhuǎn)下一步驟(2-3)；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤電機(jī)組閥門故障診斷與治理方法，其特征是所述步驟(2-3)中x的取值為15。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及煤電領(lǐng)域，特別是一種煤電機(jī)組閥門故障診斷與治理方法。現(xiàn)有機(jī)組運(yùn)行中軸瓦異常振動(dòng)和噪聲缺乏故障診斷和處置。為此本發(fā)明提供一種煤電機(jī)組閥門故障診斷與治理方法，包括以下步驟：測量汽輪機(jī)的振動(dòng)頻譜fv；分析振動(dòng)頻譜fv；測試閥門噪聲頻率fc、軸瓦固有頻率fb及彈簧箱固有頻率ft；計(jì)算振動(dòng)頻譜fv和閥門噪聲頻率fc比值；比較振動(dòng)頻譜fv和彈簧箱固有頻率ft，在fv≤ft時(shí)轉(zhuǎn)下一步驟；計(jì)算振動(dòng)頻譜fv和軸瓦固有頻率fb比值，在fv/fb≥0.85時(shí)轉(zhuǎn)下一步驟；診斷故障為高頻間歇性激振力，作閥門活動(dòng)性試驗(yàn)；調(diào)整彈簧箱體垂直度；測量瓦振的振動(dòng)值，在振動(dòng)值＜3.8mm/s時(shí)結(jié)束。本發(fā)明分析振動(dòng)頻率結(jié)合共振理論，判斷振動(dòng)原因進(jìn)行處置，減小振動(dòng)降低噪聲性。

技術(shù)研發(fā)人員：王在華,李衛(wèi)軍,李俊,徐柳斌,于曉剛,張關(guān)淼,陳巍文,陳德海,陳宇,蔡萍萍,蔣薇,程維,李飛,宋佳輝,范森林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州意能電力技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22