火电厂主要设备故障诊断的现状及发展研究

摘

    要：介绍了火电厂主要设备的典型故障以及采用的故障诊断方法，阐述了现有的故障

诊断系统和火电厂设备故障诊断中存在的问题，并指出了故障诊断系统的发展趋势，提出
了研究方向。
    大型火电厂主要设备包括锅炉、汽轮机和发电机等，完成从热能到机械能再到电能的转换
过程。设备与设备之间的耦合性、系统的复杂性，以及设备在高温、高压、高速旋转的特殊工
作环境下，决定了火电厂是一个高故障率和故障危害性很大的生产场所，这些故障都将造
成重大的经济损失和社会后果。因此，通过先进的技术手段，对设备状态参数进行监测和分
析，来判断设备是否存在异常或故障、故障的部位和原因、故障的劣化趋势，以确定合理检
修时机很有必要。
    一、火电厂主要设备的典型故障及其诊断方法
    1.锅炉的主要故障及诊断方法
    (1)主要故障
    

① 过热器泄漏。过热器泄漏爆管区集中在高温过热器下弯头外圈向火侧，主要原因是炉

膛高度偏低，使该处出现过热，此处也有选材裕度不足及焊接质量问题。
    

② 省煤器泄漏。主要原因是飞灰磨损造成管壁减薄，特别是在穿墙管、炉墙漏风和弯头处

为常见。
    

③ 水冷壁泄漏。主要原因是局部过热和腐蚀，局部过热是水循环破坏和管内结垢造成，

而火焰偏斜或燃烧区烟温过高则使水冷壁高温腐蚀。
    

④ 除尘器故障。主要原因有烟气流速太快，灰粒的粒度较大，含尘浓度大，排烟温度低

于露点温度等。
    (2)诊断方法
    在锅炉故障诊断中，物理诊断方法有：红外测温技术，具体应用范围有锅炉火焰和燃烧
状态进行辨别与控制、热力设备疲劳损伤、热力设备热机械学特征规律、热力系统漏热及保温
进行诊断与评价、锅炉热污染控制等；超声波诊断方法，它可用来监视炉膛上部区域的烟气
温度，决定何时进行吹灰操作，保持锅炉良好的运行性能，监视炉膛各个燃烧器区域附近
烟气温度，有助于识别和清除燃烧器故障导致的燃烧工况异常，同时可对污染物生成有重
要影响的温度的优化控制，实现清洁燃烧；无损伤检测技术是指对材料、部件进行的非破坏
检测，以期发现表面和内部缺陷的一项技术。数学诊断方法有故障树诊断法、模糊诊断方法
等。在诊断系统方面，主要有清华大学研究开发的大型电站锅炉远程监测与故障诊断系统，
华中科技大学研究开发的循环流化床锅炉在线监测与状态诊断专家系统等。
    2.汽轮机组的主要故障及诊断方法
    (1)汽轮机的主要故障
    

① 不平衡。主要是由于转子存在加工误差和永久弯曲、叶片脱落、联轴器漂偏、接长轴制造

不良、受热不均匀或材质缺陷而引起的热挠曲等造成的。
    

② 不对中。主要原因是滑销系统卡涩，汽缸温差超限，机组升速太快，真空下降过大，

基础不均匀下沉等，使机组膨胀不畅和轴承座膨胀不均匀，以及联轴器偏心等。
    

③ 转子碰摩。主要原因有汽封间隙设计和调整不当，汽缸膨胀不畅，汽缸热变形过大，

机组振动过大和轴向位移增大等。
    

④ 叶片脱落。主要是由于设计的强度不足，蒸汽参数波动较大，机组在电网周波变化较

大和低负荷下长期运行，以及机组在小于额定转速以下某转速停留时间过长等。

 

    

⑤ 蒸汽激振。主要原因是由于高中压转子临界转速较低，并且高中压转子热态下挠度变

化较大，轴承标高变化较大，接长轴的加工和安装质量不良，联轴器中心径向或轴向误差
太大，轴系平衡和对中状态恶化等，使高中压转子失稳。