一种火电设备精密点检方法
技术领域
本发明涉及火电设备管理
技术领域
，尤其涉及一种火电设备精密点检方法。背景技术
由于火电设备众多，全面采用在线监测将耗费巨大成本，并且系统维护也更加困难。而传统点巡检只能初步发现设备异常，无法进行故障诊断。精密点检是指用精密检测仪器、仪表，对设备进行离线测试，在正常运行情况下，运用振动、红外、超声、电流频谱、油液等检测仪器测定表征设备运行状态的物理量，并对照标准及历史趋势进行分析、比较、判定，定量地确定设备的技术状况和劣化程度。
传统精密点检方法中，往往统一规定测试周期，或者凭经验调整测试周期，导致每台设备同等对待，无法将有限的人力放在最重要的设备上，并且没能根据设备运行状态调整，无法紧密跟踪设备运行状态的变化，时常没能及时采取干预措施，造成设备损坏；并且传统精密点检方法对测试结果的评价一般根据行业标准值确定，时常出现测试结果在标准报警值以内，但设备已经损坏的突发事故。
中国专利申请CN108287529A公开了一种对工业设备的一体化巡点检、远程精密诊断及维护系统，该系统是集班组巡检、专业点检、精密点检、主管巡视一体化的系统平台，为工厂建立一套一体化的设备巡点检、分析评价及故障精密诊断管理体系。该发明的优点是建立标准化的工业设备管理维护体系，降低工厂的工业设备运行维护成本及提高生产效率。但未公开设备测试周期根据设备的重要度确定，并且根据设备的运行状态动态调整，当设备运行状态劣化时，增加测试频率。
发明内容
为了克服上述精密点检方法存在的不足，本发明提供一种能及时跟踪设备劣化趋势、更准确地评价测试结果的精密点检方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种火电设备精密点检方法，其特征是，包括如下步骤：
S1，确定纳入精密点检的设备；S2，确定设备测点的位置及数量；S3，确定测试周期； S4，按照每种设备的工作原理和物化特性，创建与之匹配的技术手段；S5，根据测试周期和对应的技术手段进行测试；S6，评价测试结果；所述设备测试周期根据设备的重要度确定，并且根据设备的运行状态动态调整，当设备运行状态劣化时，增加测试频率。
上述火电设备精密点检方法根据设备的重要度确定测试周期，可以将先进的技术手段用在重要的设备上，节省人力成本，根据设备的运行状态对测试周期进行动态调整，当设备运行状态劣化时增加测试频率，可以紧密跟踪设备劣化趋势，降低设备突发故障风险。
作为优选，纳入精密点检的设备范围根据设备的重要度指标确定。
作为优选，设备的重要度综合考虑可靠性因素、功效因素、成本因素、环境因素、安全因素，根据设备重要度指标将设备分成特别重要的设备、比较重要的设备和一般重要的设备。
作为优选，特别重要的设备占设备总数10％～15％、比较重要的设备占设备总数55％～75％、一般重要的设备占设备总数的15％～30％。
作为优选，特别重要的设备测试周期为一周，比较重要的设备测试周期为两周，一般重要的设备测试周期为一个月。
作为优选，评价测试结果的方法综合考虑测试值、测试值的变化率和频谱特征。
对于特定故障，测试值的变化率以及频谱特征更能反映设备的运行状态，上述综合考虑测试值、测试值的变化率和频谱特征评价测试结果的方法，比单一采用测试值的大小评价测试结果的方法更加可靠，可避免对设备劣化的误判。
作为优选，当测试值未到达报警值时，在相同测试条件下测试值在特定范围内的变化率大于25％时应报警，在相同测试条件下测试值未在特定范围内时，报警不考虑测试值的变化率。
作为优选，测试值为振动值，特定范围指旋转设备振动值处于ISO 10816标准的可无限制长期运行区域，当振动值低于可无限制长期运行区域的最小值边界值时，报警不考虑振动值的变化率。
作为优选，对测试结果的评价采用频谱特征，频谱特征包括频率范围、故障特征频率幅值大小以及谐频和边频带。
作为优选，故障特征频率的谐频振动成分的存在，说明与该故障特征频率有关的机械问题劣化加剧，应进行报警，单一的轴承故障特征频率振动成分，既无边频带又无谐频的振动成分存在，应加强跟踪检测，不应立刻给出维修建议。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明根据设备的重要度以及运行状态动态调整测试周期，有利于及时发现设备异常发展趋势，并采取预防措施，避免突发性设备故障；采用结合测试值、测试值的变化率以及频谱特征评价测试结果的方法，能更准确地评价设备运行状态。
附图说明
图1是本发明火电设备精密点检方法的流程图。
图2是本发明测试周期确定方法的流程图。
图3是本发明测试结果评价方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例
如图1所示，本发明公开的一种火电设备精密点检方法共包括六个步骤：
S1，确定纳入精密点检的设备：
具体地，可根据设备的可靠性因素、功效因素、成本因素、环境因素、安全因素等确定设备的重要度，为了简化评价过程并使评价过程具有可操作性,将以上各影响因素分为4个等级，分别用1、2、3、4表示，等级越高表明设备对系统的影响越大。表1、表2、表3、表4、表5分别为可靠性因素、功效因素、成本因素、环境因素、安全因素的重要度评分标准。
表1可靠性因素的评分标准
等级
设备失效对系统功能的影响
评分(有备用)
评分(无备用)
1
无影响
10
10
2
设备损坏造成更多的设备或系统失效
20
30
3
出力下降超过30％以上
40
70
4
跳机
60
100
表2功效因素的评分标准
等级
设备失效对功效的影响
评分
1
无影响
10
2
轻微影响煤耗
30
3
中等影响煤耗
70
4
严重影响煤耗
100
表3成本因素的评分标准
表4环境因素的评分标准
等级
设备失效对环境安全的影响
评分
1
无影响
10
2
造成较小的环境污染
30
3
造成较大的环境污染
70
4
违反环境法规,造成严重的环境污染
100
表5安全因素的评分标准
等级
设备失效对安全的影响
评分
1
无影响
10
2
轻微危害职工生命、设备安全
30
3
中等危害职工生命、设备安全
70
4
严重危害职工生命、设备安全
100
确定了设备各因素的重要度标准，计算设备在系统中的重要度指标：
式中：mj分别表示可靠性因素、功效因素、成本因素、环境因素、安全因素的评分值； fj分别表示可靠性因素、功效因素、成本因素、环境因素、安全因素的权重值，可依次按40％，20％，20％，10％和10％确定。
纳入精密点检范围的设备可根据设备重要度选取，比如得分大于50分的设备纳入精密点检的范围，亦可以先确定设备台数，根据重要度指标排序确定具体纳入精密点检的设备范围。
S2，确定设备测点的位置及数量；
为测试方便，精密点检一般采用三向传感器，垫片粘贴面与设备测点部位完全贴合，按“传递路径最短，沿路径刚性最大”的原则确定测点安装位置。对于卧式安装的设备，垫片安装在轴承座水平方向偏下10°的位置，优选第一通道为水平方向；对于立式安装的设备，垫片安装在轴承座轴向端面上。若现场设备无法满足前述安装条件，可与水平面成45°角处安装。
测点数量的确定应遵循“800mm准则”，即当同一根轴上的轴承跨距大于800mm时，宜安装两个垫片；当轴承跨距小于800mm时，宜安装一个垫片。无论水平安装还是垂直安装的设备，在止推轴承位置应设置测点并安装垫片。对于临时测试的设备，可通过磁力座代替垫片对传感器进行固定。
S3，确定测试周期；
具体地，首先根据如S1中计算得到的设备重要度指标将设备分成A、B、C三类，A 类设备是关键性的、特别重要的设备，一般占设备总数的10％～15％；B类设备是关键性的、比较重要的设备，一般占设备总数55％～75％；C类设备是非关键性的、一般重要的设备，一般占设备总数的15％～30％。根据设备类别确定测试周期，A类设备建议每周测试一次， B类设备建议每两周测试一次，C类设备建议每月测试一次；另外，对检测发现异常的设备，应加强趋势跟踪，适当增加测试频率，例如在相同条件下测试值变化率大于25％时，应增加测试频率，可每天测试一次。某300MW机组重要度指标和测试周期如表6所示。
表6重要度指标和测试周期
编号
设备名称
重要度指标
类别
测试周期(天)
1
引风机
66
A
7
2
给水泵
66
A
7
3
轴加风机
18
B
14
4
公用水泵
18
B
14
5
空压机
20
B
14
6
工业水泵
18
B
14
7
尿素输送泵
10
C
30
8
除盐水泵
12
C
30
根据设备重要度和运行状态确定设备测试周期，把有限的人力放到最重要的工作中，可以大幅度提高点检的工作效率。
S4，按照每种设备的工作原理和物化特性，创建与之匹配的技术手段。
具体地，按照每种设备的工作原理和物化特性，创建与之匹配的技术手段，即技术矩阵，技术手段包括振动、电流频谱、红外、超声、油液等分析检测技术，但不限于这五种技术，根据设备点检的需要，可以纳入其他技术手段。某300MW机组部分设备所用技术手段如表7所示。
表7设备点检技术矩阵
S5，根据测试周期和对应的技术手段进行测试：
根据S1确定的设备清单、S2确定的测点位置以及S3确定的测试周期开展测试，并根据测试结果动态调整测试周期。
S6，评价测试结果：
具体地，综合考虑测试值、频谱特征以及测试值的变化趋势来评价检测结果。测试值一般包括振动通频值，超声值，红外温度值，油液颗粒度、水分，电流频谱dB-down值等。频谱特征包括振动频谱、超声频谱等。
下面以振动检测技术手段为例对S6的评价方法做详细介绍，其他检测技术手段的评价方法类同，不再一一阐述。
根据标准ISO10816标准规定，将旋转设备所处的状态分为四个区域，区域A.新交付的设备的振动通常落在该区域；区域B.设备振动处在该区域通常认为可无限制长期运行；区域C.设备振动处在该区域一般不宜作长时间连续运行，通常设备可在此状态下运行有限时间，直到有采取补救措施的合适时机为止；区域D.设备振动处在该区域通常认为其振动烈度足以导致设备损坏。
额定功率大于300kW小于50MW的大型设备并且转轴高度H≥315mm的电机，A、B、 C、D区域边界值如表8所示。
表8振动值区域分类
通常设备振动处于ISO10816标准规定的C区域边界值以上时，应进行报警。如表8所示，对于刚性支撑，C区域的边界值为4.5mm/s，即对于此类设备，当振动值大于或等于4.5mm/s，应报警，建议择机检修；对于柔性支撑，C区域的边界为7.1mm/s，即对于此类设备，当振动值大于或等于7.1mm/s，应报警，建议择机检修。其他类型的设备该标准也有相应规定，这里不再一一列举。
然而，火电厂经常发生振动值未超标即未到达区域C边界值而发生设备损坏的故障，本发明提出了应补充基于变化趋势和频谱特征的评价方法，如图2所示。
当振动值出现明显的变化，即使未达到标准ISO10816规定的区域C边界，也应采取某些措施，这些变化能够瞬间产生或随时间而逐渐发展，并且可能预示早期的损害或一些其他问题。
被比较的振动测试应在相同的传感器位置及方向，并在大致相同的设备运行工况下进行。宜对偏离正常振动值的明显变化(无论通频振动值为多少)加以研究，可以避免危险情况发生。当振动值变化超过标准ISO10816规定的区域B上限值的25％时，这些变化宜认为是显著的，特别是如果它突然发生时，此时应开始进行诊断研究查明变化的原因，并确定下一步适当的措施。需要说明的是25％这数值只是作为振动量值显著变化的一般指南，对于具体的设备根据经验也可采用其他数值。
进一步地，对于某些特定故障，当振动值、振动值的变化趋势都很小时，也有可能造成设备损坏，例如：较小幅值的滚动轴承保持架特征频率也有可能造成严重的轴承损坏故障，因此，应结合频谱特征综合考虑。
对于滚动轴承检测结果的评价，应根据频谱特征进行，滚动轴承的故障发展可分为四个阶段：初始阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段。对应的故障程度分别为轻微、中度、严重和危急，各个阶段特点不同，故障严重程度也不一样。
滚动轴承故障初始阶段(轻微)，振动幅值较小、产生噪声，解调波形可见非常短的冲击，频率范围5kHz-40kHz；滚动轴承故障第二阶段(中度)，摩擦和较小的冲击，包络解调频谱可见故障特征频率，频率范围1kHz-5kHz；滚动轴承故障第三阶段(严重)，超高频幅值持续增大，出现由冲击产生的谐波和由载荷周期性变化调制形成的边频成分，可见轴承故障特征频率出现峰值；滚动轴承故障第四阶段(危急)，超高频幅值下降，周期性振动下降，背景噪声明显升高，形成“干草堆”，继续发展，其特征频率将完全消失，频谱更像是旋转松动模式。
另外，设备问题的严重程度，还与设备隐患问题显示出来的若干其它特征有关，例如谐频、边频带等。谐频：设备故障特征频率的谐频振动成分的存在，说明与该故障特征频率有关的机械问题劣化加剧；边频带：在滚动轴承、齿轮箱等故障频谱图中非常普遍的，是判断故障严重程度的重要依据，如滚动轴承内圈、保持架等损坏问题和齿轮磨损问题；对于特定设备故障严重程度分析，如轴承磨损、齿轮箱啮合不良等，宜结合多种频率特征给出检修建议；如单一的轴承故障特征频率振动成分，既无边频带又无谐频的振动成分存在，宜先加强跟踪检测，不宜立刻给出维修建议。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
