2021 年（第五届）电力设备管理智能化技术研讨会 - 164 - 汽轮机的寿命智能监测研究 华能伊敏煤电有限责任公司，董帅 摘 要： 基于线性累积损伤理论， 采用 Mason-Coffin 模型和 Larson-Miller 方法， 根据机组运行状况， 提出了超温、 超压、超振影响因子，对寿命预测模型进行修正，评估冷、温、热态启动模式下关键部件的疲劳寿命损耗率，以及高温 部件的蠕变寿命损耗率，提出机组启动优化建议，及关键部件的延寿建议，对汽轮机实行全过程周期管理，制订合理的 汽轮机关键部件寿命管理策略和机组检修周期，确保安全高效。 关键词：汽轮机；智能监测；周期管理；安全高效 电力工业的发展，对机组设备的可靠性提出了 更高的要求，大容量机组参与调峰运行更是提高电 网调峰能力的必然趋势。加强火电厂设备寿命的智 能化管理已经成为当今整个电力系统关注的热点之 一。汽轮机在启动、停机或变负荷运行时，承受很 大的热应力、热变形。转子和汽缸是汽轮机的关键 部件，其可靠性直接影响电厂的生产安全，是汽轮 机寿命管理的主要监控对象。本文对汽轮机的运行 历史数据按照不同季节、不同负荷、不同启动类型 及不同变负荷率、不同参数变化率变工况运行等因 素进行分类归纳，综合稳态与瞬态热固耦合方法和 三维有限元方法，计算分析不同启停工况下主汽阀、 高中压转子、高中压缸、低压转子、螺栓等关键部 件的温度场和热应力场，提出各关键部件的重点检 修部位实时在线监测程序，作为汽轮机寿命在线监 测与管理系统的核心部分，用以指导汽轮机的启停 及运行过程，使机组可以安全的、经济的运行。 汽轮机在运行过程中会出现这样或那样的不同 问题，对照不同季节、不同负荷、不同启动类型及 不同变负荷率、不同参数变化率变工况的运行历史 数据分析，一般可归纳以下几点。 1、前泵非驱动端轴承温度过高 正常状态下，汽机前泵的非驱动端的温度都会 设定在一个固定的温度范围内，但是在电厂运行过 程中，机器是一直运作的，所以汽机前泵非驱动端 轴承温度就会持续升高，在这个时候就需要进行有 效的降温，比较普遍的方式就是用冷水降温，但是 这种方法 “治标不治本” ， 暂时降温的只是表层温度， 不适合长期应用，如果长时间使用，会造成轴承室 进水的问题，这样的结果不但不能使汽机前泵非驱 动端轴承得到有效的降温，还会加快轴承的破损。 2、功率过低 现如今，电厂汽机整体设计及技术层面还是不 能完全达标，高强度的工作运转下，故障的出现几 乎是必然。所以，其整体的设计还需要改进，技术 方面还需要不断的研究升级。在汽机高速运转过程 中，功率过高或过低的现象都有可能发生，这时就 需要工作人员一直在机器旁边进行有效控制，正常 情况下，电厂汽机的功率都会被设定，不可以过高 或者过低，因为电厂的汽机分别含有一个高压缸和 低压缸，如果因为操作不当，使他们接触地面了， 就会发生严重的泄漏问题，造成汽机功率低的现象， 所以在操作上要格外小心，另外在机组的选择上要 以工作实际指标为基准，挑选最合适的机组。高压 转子双列速度机效率会因为汽机运行功率过低而受 到严重影响。