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电厂设备运行状态监测手册

前言

电厂设备的稳定、高效运行是保障电力安全生产、提升经济效益的核心基石。设备在长期服役过程中，受各种内外因素影响，其性能不可避免地会逐渐劣化，甚至可能发生突发故障，导致停机事故，造成巨大损失。设备运行状态监测，作为预知维修和状态检修的关键技术手段，旨在通过对设备运行参数、振动、温度、声音、油液等多方面信息的持续或定期采集与分析，及时掌握设备的健康状况，识别早期故障征兆，评估设备剩余寿命，为设备的维护、维修决策提供科学依据。本手册旨在系统阐述电厂设备运行状态监测的基本理念、关键技术、实施方法及管理要点，以期为电厂相关技术人员和管理人员提供一份实用的操作指南，共同提升设备管理水平，确保电厂安全稳定运行。

一、状态监测的基本概念与原则

1.1状态监测的定义

设备运行状态监测是指通过采用各种传感技术、数据采集与分析手段，对设备在运行过程中的各项物理、化学参数及运行数据进行实时或周期性的监测、记录与评估，从而判断设备当前的技术状态是否正常，预测其未来发展趋势，并早期发现潜在故障的过程。其核心在于“状态感知”与“趋势预测”。

1.2状态监测的目的与意义

实施设备状态监测的主要目的在于：

*早期发现故障隐患：通过对细微变化的捕捉，在故障发生前发出预警，避免突发停机。

*延长设备使用寿命：基于设备实际状态制定维修策略，避免过度维修或维修不足，优化资源配置。

*提高设备运行可靠性：减少非计划停机时间，保障机组连续稳定出力。

*降低维修成本：合理安排维修计划，减少备件库存，提高维修效率。

*保障安全生产：及时发现和处理设备隐患，防止事故扩大，确保人员和设备安全。

1.3状态监测的基本原则

开展状态监测工作应遵循以下原则：

*系统性原则：将设备视为一个有机整体，综合考虑各部件、各系统间的相互影响。

*客观性原则：以监测数据为依据，避免主观臆断，确保分析判断的准确性。

*连续性原则：对设备状态进行长期、连续的跟踪监测，才能有效识别趋势变化。

*针对性原则：根据设备的重要程度、故障模式、运行条件等因素，选择关键监测点和监测参数。

*经济性原则：在满足监测效果的前提下，综合考虑监测方案的投入与产出比。

*实时性与预防性原则：力求数据采集与分析的及时性，旨在预防故障发生，而非事后分析。

二、状态监测的主要对象与关键参数

电厂设备种类繁多，结构复杂，应根据其在生产流程中的重要性、故障发生的可能性及后果的严重性，确定重点监测对象。

2.1主要监测对象

重点监测对象通常包括但不限于：

*汽轮发电机组：汽轮机、发电机、励磁系统及其辅助设备。

*锅炉系统：锅炉本体、燃烧器、空预器、引风机、送风机、一次风机、给水泵等。

*电气设备：主变压器、高压断路器、隔离开关、互感器、母线、电缆等。

*辅助系统关键设备：循环水泵、凝结水泵、真空泵、灰浆泵、各类阀门等。

2.2关键监测参数

针对不同类型的设备，需监测的关键参数各异，主要可归纳为：

*振动：振幅、烈度、频率谱、相位等，是旋转机械状态监测的核心参数，能反映轴承、转子、齿轮等部件的健康状况。

*温度：轴承温度、绕组温度、油温和油温、介质温度、表面温度等，可直接反映设备的发热情况和异常摩擦。

*压力：进出口压力、差压、油压、汽压、水压等，反映设备的工作负荷和内部流动状态。

*流量：介质流量、冷却水量、润滑油量等，监测流通能力和系统平衡。

*油液分析：粘度、水分、颗粒度、铁谱、光谱元素含量等，评估润滑油品质量及设备磨损状况。

*电气特性：电压、电流、功率、功率因数、绝缘电阻、介损、局部放电量等，反映电气设备的电气性能。

*声音：异常声响的特征与变化，可通过听针或专用声学仪器辅助判断。

*外观与物理变化：泄漏、腐蚀、变形、松动、裂纹、积灰结焦等。

*性能参数：效率、出力、能耗、排放指标等，综合反映设备的整体性能水平。

三、状态监测方法与技术手段

设备状态监测方法多样，可根据监测对象、参数特点及现场条件选择合适的技术手段，通常分为在线监测与离线监测两大类。

3.1在线监测技术

在线监测技术是指在设备正常运行状态下，通过固定安装的传感器和数据采集系统，对设备状态参数进行连续、自动采集、传输、分析和预警的技术。

*振动在线监测：在关键旋转设备的轴承座或壳体上安装振动传感器（如加速度传感器、速度传感器），实时监测振动信号，通过分析振动频谱、时域波形等特征，识别早期故障。

*温度在线监测：采用热电偶、热电阻、红外温度传感器等，对轴承、绕组、油槽等关键部位温度进行实时监测，并设置报警阈值。

*油液在线监测：部分重要设备可采用在线油液水分、颗粒度监测装置，实时掌握油液污染状况。

*电气在线监测：如变压器油中溶解气体在线监测（DGA）、局部放电在线监