在智能制造與工業(yè) 4.0 浪潮推動下,熱電廠作為能源生產(chǎn)與供應的核心樞紐,其設備管理水平直接關系到能源供應的穩(wěn)定性、安全性與效率。對于熱電廠而言,汽輪機是實現(xiàn)熱能向機械能轉(zhuǎn)化的核心設備,其運行狀態(tài)更是決定全廠生產(chǎn)節(jié)奏的重中之重。汽輪機潤滑油為轉(zhuǎn)動部件提供關鍵潤滑與冷卻,EH 抗燃油則精準控制調(diào)速系統(tǒng)運行,二者的性能衰減與污染超標,是引發(fā)設備故障的重要誘因。
美國??松梨趯?192 家美國本土發(fā)電廠開展的調(diào)研中,40% 的電廠反饋設施內(nèi)存在潤滑油漆膜問題,側面反映潤滑環(huán)節(jié)隱患重重。而美國電力研究院(EPRI)于 1991 年的調(diào)查表明,美國每年僅在汽輪機軸承修復以及因相關故障導致的停機損失上,花費就高達約 2 億美元,凸顯潤滑失效帶來的高昂代價。此外,諸多專業(yè)文獻研究指出,在工業(yè)旋轉(zhuǎn)設備領域,50%-80% 的根本故障原因歸咎于不良的潤滑實踐。綜合各類研究與實際案例,凸顯出優(yōu)化熱電廠潤滑管理、革新油液監(jiān)測模式的緊迫性與重要性 。
一、項目背景:電廠智慧轉(zhuǎn)型驅(qū)動設備運維升級
該熱電廠運維部負責人經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)離線油液監(jiān)測模式存在顯著短板:從油樣提取、實驗室分析到出具報告,整個流程需耗時數(shù)天,操作繁瑣且存在明顯的滯后性與延時性,難以實時捕捉設備運行中可能出現(xiàn)的突發(fā)污染、溫度驟升等異常情況,極易為設備埋下故障隱患。
為破解這一運維困境,該負責人向領導申報了基于電廠汽輪機油質(zhì)在線監(jiān)測與診斷的智能化改造方案,方案明確為電廠 1 號汽輪機油品(潤滑油、EH 油)分別配置 1 套在線油液監(jiān)測系統(tǒng),通過構建實時監(jiān)測與故障預警體系,為 汽輪機設備安全穩(wěn)定運行筑牢防線。
1、系統(tǒng)配置,滿足監(jiān)測需求
該電廠本次部署的2套在線油液監(jiān)測系統(tǒng),根據(jù)潤滑油與 EH 油的功能差異,定制化配置監(jiān)測參數(shù),確保監(jiān)測數(shù)據(jù)精準、全面。具體配置如下:
EH 抗燃油額外增設電導率監(jiān)測,是基于其 “高壓調(diào)速系統(tǒng)動力介質(zhì)” 對 “絕緣性” 的剛性要求、避免“磷酸酯型合成油” 的易分解產(chǎn)生酸性物質(zhì)腐蝕部件,以及對 EH 抗燃油劣化與污染早期預警的運維需求,是保障汽輪機調(diào)速系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關鍵設計。
而汽輪機潤滑油的劣化與污染,通過粘度、水分、污染度監(jiān)測已能全面覆蓋:粘度下降反映油液稀釋或氧化,水分升高提示冷卻器泄漏或空氣濕度超標,污染度超標則說明過濾系統(tǒng)失效,無需電導率這一 “額外預警信號”。
二、施工方案:定制化部署,保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行
1、汽輪機潤滑油在線監(jiān)測系統(tǒng)施工要點
■ 油口設計:確保油樣真實與循環(huán)順暢
取油口選擇在汽輪機潤滑箱體放油口,通過安裝定制三通接頭實現(xiàn)油樣采集,保障油液未經(jīng)額外過濾,真實反映系統(tǒng)污染狀態(tài);回油口利用潤滑箱體頂端預留堵頭,加裝三通接頭完成回油通路搭建,避免回油背壓影響油樣流動穩(wěn)定性。其中,取油口與回油口尺寸均為 M20,取油口壓力控制在 0.6MPa,符合油液循環(huán)動力需求。
■ 設備安裝:規(guī)避干擾,便于運維
監(jiān)測箱安裝在回油管路旁的空置地面,采用支架式固定 —— 根據(jù)監(jiān)測箱尺寸定制安裝支架,通過 12 個 M10 支架固定螺絲與膨脹螺絲雙重加固,確保設備穩(wěn)固;監(jiān)測箱底部與地面保持合理高度,既避開管道與箱體振動干擾,又方便工作人員操作調(diào)試。同時,嚴格控制取 / 回油口與監(jiān)測箱的距離,縮短油管長度,減少油液流動阻力。
2、EH 抗燃油在線監(jiān)測系統(tǒng)施工要點
■ 油口與安裝位置:適配 EH 油站工況
取油口連接 EH 油站油箱放油閥接口,安裝定制三通接頭采集油樣,同時摘除放油閥手輪防止誤操作;回油口通過在 EH 油站油箱頂部蓋板焊接開孔設置,油箱高度為 1.3m,確?;赜晚槙城也挥绊懹拖湔R何弧1O(jiān)測箱采用支架式固定,安裝在 EH 油站油箱旁的空地,充分利用現(xiàn)場空間,避免與其他設備干涉。
3、系統(tǒng)供電與數(shù)據(jù)傳輸:統(tǒng)一標準,確保兼容
兩套系統(tǒng)均從就近電氣箱取 AC 220V 電源為系統(tǒng)供電,電源線選用 220V 三芯標配線纜,長度根據(jù)現(xiàn)場距離適配,以保證供電安全穩(wěn)定。
數(shù)據(jù)傳輸采用 “本地 + 云端” 雙模式:本地通過工控機實時顯示監(jiān)測數(shù)據(jù),云端借助 4G 無線傳輸技術將數(shù)據(jù)上傳至云平臺,同時報警信號通過電流信號傳送至 DCS 系統(tǒng),同時具備本地觸摸顯示屏操作與云端數(shù)據(jù)傳輸功能,兼顧現(xiàn)場調(diào)試與遠程運維需求,實現(xiàn)異常情況實時預警。
三、系統(tǒng)核心價值:從 “被動維修” 到 “主動預警” 的運維升級
1、實時監(jiān)測,消除滯后隱患
系統(tǒng)打破傳統(tǒng)離線監(jiān)測的周期限制,對油液粘度、水分、污染度等關鍵指標進行 24 小時不間斷監(jiān)測,數(shù)據(jù)更新頻率達分鐘級,可及時捕捉油液參數(shù)突發(fā)變化 —— 潤滑油粘度異常波動、EH 油電導率驟升等情況,避免因監(jiān)測滯后導致故障擴大。
2、精準預警,降低停機風險
通過預設報警閾值,當油液參數(shù)超出正常范圍時,系統(tǒng)可通過本地工控機彈窗、云平臺推送、DCS 系統(tǒng)信號三重報警,提醒工作人員及時處理。例如,當潤滑油污染度(顆粒度)達到 NAS 12 級以上時(可自定義預警閾值),系統(tǒng)立即觸發(fā)報警,為故障排查與檢修預留充足時間,有效減少非計劃停機概率。
3、簡化運維,降低管理成本
系統(tǒng)支持遠程數(shù)據(jù)查看與故障診斷,工作人員無需現(xiàn)場取樣檢測,可通過云平臺或微信小程序?qū)崟r獲取監(jiān)測數(shù)據(jù),大幅減少現(xiàn)場運維工作量;基于歷史數(shù)據(jù)趨勢分析,精準判斷油液更換周期與設備維護時間,避免過度維護或維護不足,降低油品消耗與檢修成本。
4、穩(wěn)定運行,延長設備壽命
通過持續(xù)監(jiān)測油液狀態(tài),確保潤滑油始終保持良好潤滑性能、EH 油維持穩(wěn)定控制精度,減少汽輪機轉(zhuǎn)動部件與調(diào)速系統(tǒng)的磨損,降低設備故障發(fā)生率,間接延長核心設備使用壽命,為熱電廠穩(wěn)定生產(chǎn)提供保障。
此次汽輪機油質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的成功落地,不僅解決了傳統(tǒng)油液監(jiān)測的滯后性問題,更在優(yōu)化運維流程、降低成本、延長設備壽命等方面發(fā)揮了重要作用,成為熱電廠智能化運維體系中的關鍵一環(huán),推動熱電廠設備運維從 “被動維修” 向 “主動預警” 轉(zhuǎn)型。
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