西安热工研究院有限公司设备点检与精密点检培训教材(PPT 188页).ppt

,点检与精密点检,西安热工研究院有限公司 电站优化检修及软件技术部,概论,点检与精密点检的基础知识 点检在国内的实施和发展现状 深化点检定修,在国内，点检制在20世纪80年代开始应用于宝钢自备电站，后逐步在发电企业中开始推广应用，在当时的技术水平和设备条件下，获得了一定的经济效益； 2000年，点检定修制的导则由中电联火电科技中心编写完成，并在上海电力股份有限公司试行； 2002年，开始“发电设备点检定修管理导则”的行业标准制定工作； 2004年6月1日，DL/Z 870开始执行。,发电设备点检管理是通过点检员对设备进行定点、定标准、定人、定周期、定方法、定量的检查，对照标准，查找、发现设备异常现象和隐患，掌握设备故障的初期信息，以便及时采取措施将故障消灭在萌芽阶段。 区别于传统的巡回检查，点检作业的核心是经过特殊培养的专职点检员对固定设备群和区域进行专门检查，并进行劣化趋势分析、劣化倾向管理等工作。,点检与精密点检的基础知识,火力发电企业设备点检定修管理导则（DL/Z 870-2004）中的概念性阐述,设备点检 借助人的器官和检测工具按照预先制定的技术标准，定人、定点、定期地对设备进行检查的一种设备管理办法 设备定修 在推行设备点检管理的基础上， 根据预防检修的原则和设备点检结果确定检修内容、检修周期和工期，并严格按计划实施设备检修的一种检修管理方式。,点检定修的目的： 合理延长设备检修周期，缩短检修工期，降低检修成本，提高检修质量，并使日常检修和定期检修负荷达到最均衡状态。 点检定修制 以点检人员为责任主体的全员设备检修管理制度，可以使设备在可靠性、维护性、经济性上达到协调优化管理。点检人员既负责设备点检，又负责设备全过程管理，点检、运行、检修三方面，点检处于核心地位。,设备劣化设备降低或丧失了规定的功能，是设备工作异常、性能降低、突发故障、设备损坏和经济价值降低等状态的总称。 劣化倾向管理通过对设备点检和其它手段测得的数据进行统计、分析，找出设备劣化趋势和规律，实行预知检修的一种管理方式。 设备的精度和性能测试按预先制定的周期和标准对设备进行综合精度测试和性能指标测试，计算汽耗、热耗、供电煤耗（水耗）等经济技术指标和性能指标，分析劣化点，评价设备性能。,三方确认：点检方、运行方、检修方。 设备的“四保持”： 外观整洁 结构完整 性能和精度 自动化程度,典型的点检作业流程，见 火力发电企业设备点检定修管理导则（DL/Z 870-2004）,点检的“五层防护体系” 第一层：运行人员的巡检； 第二层：专业点检员的点检； 第三层：设备工程师或专业点检员的精密点检或诊断； 第四层：设备工程师或专业点检员的设备劣化倾向管理； 第五层：专业主管、设备工程师或专业点检员，定期对设备进行综合性精度检测和性能指标测定，以确定设备的性能和技术经济指标，评价点检效果。,点检和巡检的关系,在设备点检管理的5层防护体系中，运行岗位值班员对设备进行日常巡检是第1层，专业点检员按区域设备分工负责设备专业点检是第2层，这2层存在着大量的重复性工作。 对同一设备，巡检员要测量，点检员也要测量，检修公司的技术人员也要进行日常的检查维护，造成人力资源的极大浪费。 巡检的频度、密度远远高于点检，点检员的工作不只是现场采集数据，还有日常消缺、验收、提出检修计划等工作。 由于巡检属于发电部，点检属于设备（维护）部，大多数电厂的巡检和点检各自独立进行，巡检和点检的数据缺乏有效的共享。 巡检和点检的关系在日后的检修模式研究中需要不断的探索，逐步调整。巡检和点检属于不同部门，需要在上级部门处进行协调。对此如何扬长避短，优势互补，是各厂的管理部门在开展设备点检定修管理时需要面对的一个问题。,精密点检用检测仪器、仪表，对设备进行综合性测试、检查，或在设备未解体情况下运用诊断技术、特殊仪器、工具或其它特殊方法测定设备的振动、温度、裂纹、变形、绝缘等状态量，并对测得的数据对照标准和历史记录进行分析、比较、判定，以确定设备的技术状况和劣化程度。 精密点检是点检定修、预知性检修、状态检修等多种先进检修策略的技术基础。,精密点检流程,点检与精密点检的关系,点检5层防护体系中的第3层防线，是设备工程师或专业点检员，在日常巡检和专业点检基础上，根据职责分工组织有关专业人员对设备进行的。 对同一设备，点检的精度和要求远低于精密点检； 巡检、点检和精密点检的结果，构成了第四层防护体系设备劣化倾向管理的基础； 关于精密点检的配置建议，我们在后面有详细探讨。,日常的点检手段测振、测温、听针、目测等； 对点检员的考核手段点检管理系统；,定修 是在推行设备点检管理的基础上，根据预防性检修的原则和设备点检结果确定检修的内容、检修周期和工期，严格按计划实施设备检修的一种管理方式。其目的是合理延长设备检修周期、缩短检修工期、降低检修成本、提高检修质量，并使日常检修和定期检修负荷达到最均衡状态。,从点检定修制引入国内以来，各发电集团和发电厂逐渐开始推行点检定修制； 由于各厂设备和人员配备情况的不同，在多年的推广实施过程中，各厂的点检定修的开展工作有很大的区别，即使同一发电集团下的电厂，其点检定修的模式也有很大的区别； 这些电厂为改进检修工作水平、增强竞争力，在点检定修方面进行探索、尝试和改进。如何发展或改进点检定修模式已经成为实施点检定修制的电力公司探索先进检修模式过程中遇到的一个重要课题。,点检在国内的发展现状,许多电厂大力推行点检定修管理，以电力行业标准、导则和集团公司制定的标准为指导，结合本厂机组、设备和人员配备的实际情况，制定了符合本厂特点的机组点检定修标准。 由于不同的电厂在机组情况、与检修公司关系、点检使用技术和软件、员工人数、以及员工教育程度等方面存在明显区别，加上员工对点检定修管理的理解深度和对精密点检重视程度的不同，各厂的点检定修工作在实施中具有不同的特点。 各厂都没有拘泥于点检定修管理导则的框架，对本厂的点检定修工作进行了本地化改革，既能严格执行制度、发挥点检的特长，又不缺乏灵活性，以适应实际情况。,点检工作及数据处理流程,点检员的工作按天、周、月开展，日有点检日志、周有周报、月有月总结等等。 点检员不仅仅负责点检工作，还担负着设备的日常消缺、检修验收、制定检修计划等工作，工作繁杂、量多、责任大，难以有充足的时间进行设备状态深入分析等工作。 在检修计划的制定过程中，没有建立起良好的“责、权、利”分配体系。在提出检修计划时，由于环节过多、责任过于分散、点检员自主权利太小等原因，为避免责任，点检员在上报检修计划的过程中会尽量多报，设备的过修几乎不可避免，这导致点检失去其原有的价值。,点检实施中的各种模式,新厂、老厂在点检的实施过程中遇到的问题不同，因此，新厂老厂的点检实施模式不尽相同。 新厂、新设备、新员工，有很好的条件开展设备点检定修管理工作。 新厂的检修工作与日常维护工作大部分外包，通过合同对承包公司进行管理； 在点检实施过程中，新厂多根据半定量风险评估方法和可靠性、维修性、经济性指标对设备进行风险分级，以指导点检工作。对设备进行劣化倾向管理并做成台帐模式，对设备故障模式与后果进行评估和记录 。,老厂虽然员工在数量上较多，但从事点检工作的人员相对较少。技术人员流失情况较严重，技术力量相对被弱化。 由于设备问题相对较多，点检员日常忙于消缺，工作相对比较紧张，难以有充分的时间对设备状态进行深层次的趋势分析。 承担日常维护工作的检修公司多是从原来厂里分离独立出来的，与厂里有着千丝万缕的联系，在管理上有着很多人情因素在里面。,点检制和班组管理相结合的方式,根据各专业人员的配备和设备实际情况，有的专业实施经典的点检管理，有的专业实施传统的班组管理。 将精密点检工作外包，通过购买仪器得到专业技术公司的定期精密点检技术服务。在接受服务的同时，学习了技术，为本厂精密点检的开展和培养自己的点检技术队伍提供了外部强有力的支持。,影响点检发挥最佳效果的限制因素,技术因素 人员因素 管理因素,技术因素注重数据的采集而不能提升到趋势管理 目前实施点检定修管理的各厂一般比较重视设备数据的采集，这往往着重于表象、宏观的检查，缺乏深层次的分析和探究。 由于现有技术条件的限制，在机组运行条件下，有一些设备问题还是不能有效探查到的，很多设备故障是不能够事先预知、进行预控的。 各厂在点检方面购买仪器、设备等硬件较多，而对软件的投入不够重视。各厂现有的分析软件的分析功能相对简单，缺乏深层次的趋势分析、设备风险分析管理、设备/部件寿命分析等功能。,人员因素现有点检人员的技术和专业素质达不到点检的要求 推行设备点检定修管理对点检员的个人技术水平、专业素质都有很高的要求，另外对管理的技术，人员的协调也有较高的要求。 点检员需要大批的高素质人才，如果点检人员水平达不到一定高度，那么点检和巡检就基本没有区别了。,新大学毕业生在对设备的熟悉程度方面难以满足点检制的要求；在基层工作一段时间后，随着对设备的熟悉和工作能力的提高，又会由于各种原因离开基层点检岗位； 对于新厂，来自其他电厂的老员工熟悉设备、熟悉检修工作，但是，一方面，老员工多来自于低参数、自动化水平较低的小机组电厂，熟悉新的机组设备需要时间；另一方面，老员工在理论知识和学习能力方面相比年轻员工有所欠缺，在能力达到一定水平后，由于理论知识的欠缺，水平和技能很难再上一个新的台阶。 对于老厂，虽然有很多具有丰富经验的员工，但一些经验丰富的技术骨干流失严重，也造成了电厂技术的退步。,管理因素 发电机组设备的设计、制造、安装质量参差不齐，同国外发达国家有一定的差距，相对于国外的电力行业，我们的检修制度和方法尚有很大的提高空间。 由于责权利分配的不明确，即使设备状况较好，也不会安排设备延长检修周期或者减少检修内容，从这点上来说点检定修的一个主要方面设备定修没有很好的得到体现。 由于设备的考核工作较严格，难以对设备实现真正的优化检修。例如，某设备在分级中属于C级，完全可以进行事后维修，但是在目前国内电厂的设备管理考核模式下，一旦出了故障，相关的责任人也要被追究责任，并不会因为该设备的故障没有对发电、安全、环境等产生影响而不追究责任。,深化点检定修,重视循序渐进、提供优良环境 整合多种策略、提升管理能力 发展精密点检、注重趋势管理 加强技术培训、推行持续改进 建立责任机制、提高工作效率 调整巡检模式、注重实际效果,重视循序渐进、提供优良环境 建议发电集团在下属发电公司推行发电设备点检定修管理体制时，根据各发电公司的特点选取典型的电厂进行试点，并为其推广点检定修从人员配置、外部检修市场方面提供良好的环境，以推动电厂点检定修的实施； 在获得并总结点检定修的实施经验后，根据本集团的特色和下属发电公司的特点制定相应的政策，再逐步向全集团进行推广。,整合多种策略、提升管理能力 国内有的电厂在推行点检定修的同时也实施了RBM、设备分级管理等设备检修管理模式，但多种模式之间缺少协调和资源共享，往往事倍功半，如果能对这些思想方法、软件系统或策略进行了整合，形成一个有机的整体，将会使检修工作再上一个新的台阶，实现检修策略向优化和整合方向的转变。 对发电设备进行寿命管理和风险管理是未来发电厂设备管理的一个趋势，变被动的分析为主动的预测，变被动的防护为主动的探查，是设备管理发展的方向。 建议对设备管理模式进行整合，由偏重设备表象参数的点检管理逐渐向风险管理和寿命管理的方向转变；在有条件的关键部件或系统上，首先开展风险管理和寿命管理工作，然后逐渐增加比例，扩展到全厂，在积累了实施经验和不断完善后，逐步向集团推广。,发展精密点检、注重趋势管理 对现有技术进行数据挖掘工作，充分利用大量实时数据，让点检数据充分发挥作用； 采用风险分析、寿命分析和趋势分析的技术手段强化设备管理，将设备优化检修的方向从点检定修逐渐过渡到以风险维修、寿命管理为主的优化检修模式； 利用和整合现有的硬件和软件系统，开放巡点检数据和结果，实现巡点检数据、结果的共享。加强无损检测技术、在线监测技术，实现离线数据和在线数据的综合管理利用；,各厂的试验室的工作涉及到设备状态趋势分析和管理，这实际就是精密点检的工作。在已有条件下，发挥试验室的功能，将其纳入精密点检范畴、作为实施精密点检的主体，可以在精密点检方面做出更好的成绩。发挥技术监督的作用，可以作为精密点检的趋势分析功能使用。试验室和技术监督可实现跨专业按技术对设备进行精密点检的功能，实现精密点检多能化。 鉴于电厂对精密点检专家的培养和管理有诸多难处，建议建立集团级到电厂级的精密点检技术传承和管理体制，电厂的精密点检工作可以交由集团的技术中心或者承包给有技术实力的就近的技术服务部门。这样，可以解决电厂技术不足的劣势，让电厂的设备主人专注于设备状态的分析，真正了解设备的状态。设备主人的任务是获得各方面的数据分析设备状态给出分析结果、指导检修工作。,优化精密点检3层组织结构,第一层公司侧精密检修负责人：(1人) 负责公司总的精密点检规划工作，对分析的结果负一定责任； 审查各电厂精密点检计划,安排人员培训,向领导层报告计划执行情况； 评估、批准监测系统和仪器仪表的购置； 研究新技术并对采用有决定权； 制订长期发展规划； 主持各电厂人员数据采集分析会议。,第二层电厂侧精密点检负责人：（1人/厂） 对本厂精密点检工作负责； 安排电厂精密点检工作； 确定需要的监测系统和仪器仪表并给出购置意见； 确定被监测设备的计划； 编制精密点检费用评估报告； 制订长期发展规划； 精密点检实施工作由计划部门通过后签发工作票。,第三层集团技术中心精密点检组：（23人/专业） 负责具体的数据采集分析工作，对并分析结果负责； 精密点检数据库维护； 按照精密点检计划采集数据； 对数据进行基本分析并给出意见； 推荐需要的监测系统和仪器仪表； 关注新技术并给出推荐意见。,加强技术培训、推行持续改进 点检定修的成功的关键在于点检员的素质，目前电厂各专业都设立了若干点检员的岗位。但是，真正熟悉设备、掌握关键点检技术、能够完全胜任点检工作的人员很少，因此应当加强一线设备点检人员的专项技术培训，加强厂级之间的经验交流，以提升各个电厂的技术人员的技术能力。 机组自动化程度高、设备可靠性高、故障率低，员工进行设备实际维护的实践机会比较少，直接经验（通过亲身经历获得）和间接经验（通过学习资料或通过相关培训来获得专业领域专家的经验）获取困难，成长较慢。 加强各发电厂之间的经验交流与学习，加强集团公司之间的经验交流与学习，加强对引进技术的学习、消化和本地化改进，对电厂的经验要积极推广，并给予激励，对创新进行物质和精神上的双重激励，激发员工的工作积极性、创新主动性。不断完善，持续改进。,建立责任机制、提高工作效率 在点检定修制中，点检员既负责设备点检，又负责设备全过程管理，在设备点检管理五层防护体系中，点检员在第2层、第3层、第4层、第5层防护线中都参与工作，点检员的责任非常大。 点检员的责权不对等，责任过大，而权力较小，设备出问题时点检员责无旁贷，而设备运行正常、完好甚至延长了使用寿命时缺乏相应的考核和激励机制。另外，电厂目前还不能彻底按照设备分级结果进行管理，过修不可避免。维修宁过不缺是点检员明哲保身的人为因素，缺乏必要的监测手段和评价指标是技术因素。只有加强管理、教育、技术三方面的工作，才能逐步优化设备管理模式、优化设备检修工作，真正将设备检修管理体制和管理模式向设备状态检修大方向转变，实现人员、设备资源的全面优化，提高工作效率。 真正做到检修维护人员工作的责权对等是加强点检员和设备维护人员的设备归属感、责任感，建立良好的工作风气，进一步提高检修工作的有效性和效率的制度基础。,调整巡检模式、注重实际效果 目前，多数电厂按照点检定修管理导则，实施了设备点检管理的5层防护体系。在设备点检管理的5层防护体系中，第1层防护线是运行岗位值班员负责对设备进行日常巡检，以及时发现设备异常或故障；第2层防护线是专业点检员按区域设备分工负责设备专业点检。 发电部的巡检、检修人员现场检查、点检人员的点检三者之间重复工作内容过多。 建议在厂领导的协调下，将点检员在5层防护体系中的工作重新合理安排，合理改革点检管理的5层防线，调整点检管理模式，优化现场数据采集工作，将点检人员的现场数据采集转移至发电部巡检，减少点检人员的日常工作量，进而减少点检人员数量、提高点检人员素质，使点检员将主要精力放在技术诊断、趋势分析、设备劣化倾向管理、维修策略制定、检修计划调整、点检效果评价等工作上。点检人员的作用和价值要体现在分析问题、解决问题等方面。 这样调整，既体现以点检为核心的精神，又充分发挥与点检管理有关的运行巡检、技术监督、定期试验等工作的作用，做到5层纺线各有重点，不产生重复点检，设备数据信息流畅通，分工和职责明确，达到注重实际效果的目的。,发电设备点检定修管理是一种优于传统的定期检修的设备管理方式，其初衷是根据设备的日常监测、检测、劣化趋势分析结果等，了解设备的状态、查找故障隐患、预测设备故障，以指导检修工作，是对检修管理的优化。 良好的设备管理模式需要良好的管理制度作为约束，如果没有适合的管理考核模式配套，设备的点检定修管理很难实现其预期的效果。例如：在设备的分类管理中，一般建议风险度最小或者理论上可以事后维修的设备采用事后维修，以达到节省检修费用或资源的目的，而实际上，在电厂，这类设备的故障也要对点检员进行考核，致使点检员不敢对此类设备实施真正的事后维修，检修计划多报、宁过修不欠修的想法也就很容易理解了。另外，对这类设备如果实施纯粹意义上的事后维修也不现实，因为出现故障征兆时，往往故障还很小，对设备造成的破坏也不大，这时进行维修相对真正的事后维修会节省人力、物力和财力。所以，这需要研究、查找一个“度”的问题。,设备管理的关键在一个“管”字，点检员对设备的管理、点检长对点检员管理、电厂对设备部的管理等等，都涉及到一个“管”字。 电力系统的发展日新月异，尤其是近几年，无论是在装机容量上还是电网扩容上都有巨大的发展，随之也带来了新的问题，设备参数的不断增加、设备复杂度的提高、新厂新模式的应用、电厂员工的减少、严格的环境保护法规制度、发电集团之间在装机容量和利润上的竞争等都给电厂的生产、维护带来了巨大的压力，各发电集团、电厂都在积极的探索适合自己的管理模式。 建议计划开展实施或正在实施点检定修的发电厂，设备点检管理不必拘泥于某种经典的形式，应根据实际情况做出变通，经典的和别人的不一定是适合自己的，适合自己的才是最好的。,精密点检常用方法,无损检测/探伤技术 振动分诊断析技术 油液监测分析技术 电机电流分析技术 热成像分析技术 红外热波检测技术 声发射检测技术 噪声诊断技术,无损检测/探伤技术,无损检测技术是在不损伤构件金属性能和完整性的情况下，测定构件金属的某些物理量、性能、组织状态或检查构件金属表面及内部各种缺陷的技术。 无损探伤技术无损检测中检查缺陷的技术。 作为一种综合性应用技术，无损检测技术经历了从无损探伤(NDI)，到无损检测(NDT)，再到无损评价(NDE)，并且向自动无损评价(ANDE) 和定量无损评价(QNDE)发展。 在航空领域，损伤容限理论已经逐步替代了安全寿命设计理论。 无损检测不但应能检测出已经存在的缺陷，而且应能对缺陷(裂纹、锈蚀、脱粘等一类疲劳缺陷) 的发展规律进行监测，以保证损伤容限理论的正确实施。,电力设备诊断中常用的无损检测技术： 表面缺陷无损检测技术：磁粉、浸透、涡流； 内部缺陷的无损检测技术：射线、超声波； 其他：超声测厚、声发射、红外线、泄漏检测等。,缺陷及无损检测方法,磁力探伤检验（Magnetic Partide Testing，MT） 原理：根据磁化后的铁磁材料或工件表面或近表面缺陷处形成可检测的散漏磁场。此时，在工件表面上喷洒磁粉或用其他方法，就可以显示出缺陷位置、形状和大小。 特点：直观高灵敏度（可以发现尺寸为微米级的表面缺陷）、操作简单、不受构件大小和尺寸限制。,磁力探伤原理,1 磁力线；2电流；3电磁铁或永久磁铁； 4、5缺陷；6磁极；7焊接部位,磁力探伤方法 磁粉法：采用励磁线圈或外加磁场使检测构件磁化，然后在构件表面施加磁粉悬浮液，观察构件表面的磁粉和积聚痕迹来判定缺陷； 录磁成像法：使用具有很高剩磁的磁带贴在构件上，录取构件在磁化时产生的漏磁现象，获得缺陷处漏磁场完整的曲线和图像，从而确定缺陷的部位和性质； 电磁感应法：用检测线圈检测构件与线圈位移时的缺陷部位的漏磁； 采用磁电转换原件：如霍尔原件、磁敏二极管等检测缺陷的漏磁。,磁力探伤技术在电厂的应用,汽轮机主轴检查； 叶轮和叶片检查； 表面裂纹深度和裂纹倾角测量； 镍基叶片磁化率测量及寿命评价； 汽轮机结合面和内外表面裂纹检查； 管道、弯头、三通表面检查； 焊缝裂纹检查。,磁粉探伤图像,小缺陷,大缺陷,渗透探伤（Liquid Penetrant Testing，PT） 原理：利用毛细现象，液体渗入构件材料表面裂纹等缺陷，从而显示缺陷。 种类：着色法、荧光法。 着色法以检验颜色显示缺陷； 荧光法以荧光显示。 按渗透液清洗方式不同，分为水洗型、乳化型和溶剂清洗型 特点：运用方便，不受材质和构件形状的限制，灵敏度高。,渗透探伤的应用 应用在磁粉探伤检验不便或不能实施的构件： 汽轮发电机护环 汽轮机高压转子叶轮 汽轮机叶片工作面和根部 汽轮机缸以及不锈钢焊缝 锅炉管下弯头等表面裂纹检验。,涡流探伤 以交流电磁线圈在金属构建表面感应产生涡流的无损探伤技术。 特点：检测速度快、便于实现自动化，对表面缺陷的检测灵敏度高，可以在高温状态监测。 应用：汽轮机叶片、汽轮机转子中心孔和焊缝。,涡流探伤原理,表面探伤检验的比较,射线探伤检验（Radiography Testing，RT） 射线穿透物质后，在缺陷位置因衰减不同发生强度变化 常用的射线有X射线、射线、中子射线等。 常见设备：X射线探伤机、射线探伤机、加速器探伤机、计算机断层扫面装置（工业CT）。,射线探伤原理,1射线源；2光阑；3物体；4缺陷；5胶片,超声波检测技术（Ultrasonic Testing，UT） 利用金属材料或构件自身及其缺陷的声特性对超声传播的影响，检测金属或构件内部缺陷。 超声波频率高于20KHz的机械波，在介质中传播具有方向性，工业检验常用频率为0.512MHz。 穿透法，根据超声波声束在传播路径上被缺陷阻挡而形成的声影原理； 共振法 脉冲反射法,电脉冲发生器产生的高频电脉冲，加到压电晶片制成的换能器（超声波探头），换能器将电能转换为高频机械能，机械振动透过声耦合器介质（水或油）传入构件或材料，并在其中传播形成超声波脉冲。当超声波脉冲遇到缺陷或异常界面时，部分声能沿原路返回换能器，再转换成电信号。电信号经处理转换成显示的位置和幅度，即可确定缺陷在构件中的位置和大致尺寸。,1电源电路；2发射电路；3同步电路；4时标电路；5时基电路；6接收电路；7示波管；8探头,特点：检验构件厚度大、灵敏度高。 检验运行构件的裂纹。 汽轮机汽缸、调速汽门、主汽门、管道法兰的高温紧固螺栓等长期在高温应力条件下使用的部件，容易产生裂纹，利用超声波探伤可以实现不解体检验； 叶片的根部和工作面裂纹检验； 联箱、管道的焊缝质量检验。 管道壁厚测量； 管内壁氧化皮测量等。,常用超声测量检测仪器,射线与超声波探伤的比较,振动分析诊断技术,振源（轴承故障、联轴节、齿轮啮合、不平衡等）产生振动； 振动传感器接收信号，产生时域波形信号，传感器类型分为：位移、速度、加速度； 数据采集器将信号采集，变为反映振动水平的数据（振动频谱）； 振动数据处理和分析：显示当前值，随时间变化趋势，频谱分析，波段报警，瀑布图等。,振动频谱变化趋势图,振动分析技术的应用,预防性监测：用于关键设备，预防灾难性事故； 高速监测：用于关键设备，起停机次数数据采集；监测裂纹、疲劳、间隙等故障响应频率的变化； 巡回监测：主要用于风机、冷却塔等非高速的或者无法接近的设备； 便携式监测：只需一台仪器、一个传感器，人工巡回采集数据，主要用于设备的平衡（风机、泵）。,常用振动分析仪器,振动在线分析诊断系统,油液监测分析技术,油液监测分析主要包括： 润滑油油液分析技术机械部件（主要是轴承）的润滑故障； 变压器绝缘油的气体分析技术。 这里主要介绍与机械故障诊断有关的润滑油油液监测技术。,原理：由油液中污染物的元素成分、数量、尺寸、形态的分析，判断流体系统的污染性故障，分析设备的磨损部位、磨损类型、磨损过程和磨损程度等，并对设备故障和寿命进行预测； 主要内容：流体性能分析、流体污染分析、流体磨损碎片分析； 润滑故障的主要原因：润滑剂污染、润滑添加剂损耗、粘度故障/非正确润滑剂、水分超标等。,油样分析的几个方面： 油样成分分析确定设备的磨损部位； 磨粒浓度分析判断零件的磨损程度（磨粒浓度与磨损量的线性关系）； 磨粒形态分析估计磨损速度，预测寿命。,步骤： 采集，油样应具有代表性； 检测，分析油样、测定磨损残渣的数量、粒度分步、化学成分，初步判断正常或异常磨损； 诊断，确定异常磨损类型（磨料磨损、疲劳剥落等）； 预测，预估异常磨损的零件剩余寿命及磨损的发展趋势； 处理，确定维修方式和时间。,微粒计数分析： 主要方法：滤网筛选法，光学计数法； 应用：可用于现场，可监测所有的污染，适用于液体润滑轴承。 光谱分析： 原理：基于原子吸收/辐射； 应用：只在实验室使用，精度高、无干涉，样品的全成份分析。,铁谱分析： 基于高灵敏的磁性分选，在高梯度强磁场作用下，将机器摩擦产生的磨粒从油样中分离出来，按粒度大小依次排列沉淀导透明玻璃基片上或玻璃管中，以便观察和检测； 应用：分析式和直讯式铁谱仪需要采样后在实验室完成分析；在线式采用在油路内并联探测器、在控制室完成分析，可以实现在线监测。,光谱分析 根据润滑油中各种元素吸收或发射光谱的不同，判断油中磨粒的成分和含量。 优点：灵敏度高、选择性强、分析准确、迅速、简便； 缺点：每测定一种元素，需要配有该元素的元素灯光源，对较大尺寸的杂质不能很好原子化。,推荐应用方法,每月检验流体污染： 微粒计数 微粒数量大则做铁谱检测 粘度 水分 两年一次流体性能检测： 元素分析 TAN、TBN,油液分析仪器,电机电流分析技术,特点： 用于交流电机的事故诊断 可与振动检测集成 测量变化趋势 用于重要电机 测量方法： 电流测量 绝缘测量 过程参数测量,可诊断的交流电机事故,绕组绝缘老化 气隙偏心 转子断条 转子弯曲 端部环开裂 焊缝劣化 大的动载荷 相位损失,电机诊断仪器,红外热像分析技术 原理：自然界中的任何物质，当温度高于绝对零度时，都将有一部分能量以波动方式或向外发射红外辐射 根据物体辐射能量的大小与其温度的4次方成正比这一定律，知道被测物体的辐射系数，就可以测定被测物体的温度； 特点：可以显示目标物体的形状和温度分布状况，可以实现在线非接触检测，定量测温不受电磁场干扰。,应用 变电设备各种裸露接头的接触性热故障、裂化绝缘子检测（温度分布与电压分布的对应关系）、变压器外部热故障、高压少油断路器、电流互感器故障等； 发电设备锅炉水冷壁、汽包水位（汽水分界线）测量、发电机定子线棒接头焊接质量检查； 航测输电线路,热成像仪和热像图,发电机定子铁芯热像图,输电线路,红外热波检测技术 热波（Thermal Wave）理论及应用的研究重点是研究热源，特别是变化性热源（如周期、脉冲、阶梯函数热源） 与媒介材料及其几何结构之间的相互作用。被加热后，不同媒介材料表面及表面下的物理结构特性和边界条件将影响热波的传输并将影响媒介表面的温场变化。通过控制热激励方法和测量材料表面的温场变化，可以获取材料表面及其表面以下的结构信息，从而达到检测的目的。,红外热波检测的核心是针对被检物的材质、结构和缺陷类型以及特定的检测条件，设计不同热源（如高能闪光灯、超声波、电磁、热风等） 并用计算机控制进行脉冲式加热，同时采用红外热成像技术对时序热波信号进行数据采集，采用专用软件进行实时图像信号处理，并显示检测结果。 热波无损检测采用了主动式控制热激励的方法，与传统的被动式红外热成像检测是有区别的。,Blade - TBC Spalling,TBC Thickness Measurement,Vane - Cooling Channel Blockage,Transition - Cooling Channel Blockage,在电力行业的应用： 各种压力容器、承载装置表面及表面下疲劳裂纹的探测； 各种粘接、焊接质量检测，涂层检测，各种镀膜、夹层的探伤； 测量材料厚度和各种涂层、夹层的厚度； 表面下材料和结构特征识别与表征； 运转设备的在线、在役监测。,由于被检物在材质、尺寸、制造工艺、形状等方面存在不同，所含缺陷也千差万别，因此没有一种无损检测的方法是万能的。 通常选择使用的检测手段都是有针对性和个性化的。 红外热波检测技术应被视为是对一些传统方法的补充、替代与进步，也可与各种现有的成功检测办法互为验证和参考。,红外热波无损检测用于发电设备探伤,发电机叶片,声发射技术,材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射（Acoustic Emission，AE）。 声发射检测技术属于无损检测方法的一种。 声发射通常与材料裂纹的产生、塑性变形等现象有关。声发射的传播过程是从声发射源开始，通过整个结构进行传播的。 声发射是一种常见的物理现象，如果释放的应变能足够大，就产生可以听得见的声音，例如在耳边弯曲锡片，就可以听见噼啪声，这是由于锡受力产生孪生变形而发声。大多数金属材料塑性变形和断裂时也有声发射发生，但声发射信号的强度很弱，人耳不能直接听见。,不同材料的声发射产生的形式和声发射信号频率范围是不一样的，从次声、音频信号直到数十兆赫兹的超声信号，幅度范围可以从几微伏到几伏。 从声发射源发射的弹性波最终传播到达材料的表面将激起两种波：压缩波（纵波）和切变波（横波），它们以不同的速度在介质中传播，当遇到不同介质的界面就会发生反射和折射。 由于声发射的传播比较复杂，至今不能得到直接从声发射源发出的原始信号，只能对传感器接收到的声发射信号进行分析和处理。,声发射检测必须有外部条件的作用，如力、电磁、温度等因素的作用，使材料或构件发生声发射；另一方面，由于这些因素的作用，使材料内部结构发生变化，如晶体结构变化、滑移变形、裂纹扩展等。 声发射是在材料内部结构变化过程中产生的，由于内部结构变化，引起能量释放，有声发射发生。因此，声发射检测是一种动态无损检测方法，即：构件内部结构、缺陷处于运动变化过程中进行无损检测；可以说这些缺陷在检测中主动参与了检测，如果缺陷处于静止状态，没有变化和扩展，就没有声发射发生，也就不能实现声发射检测。 声发射有别于其他无损检测方法的是：它适用于实时在线动态监控和检测，对应力集中、裂纹扩展、摩擦滑动尤为敏感，而且只显示和反映正在变化和扩展的缺陷，实时检测到缺陷的萌生、扩展以及断裂的全过程，并能及时检测到缺陷的部位，这在无损检测中是至关重要的。,常规的无损检测方法，如超声、X射线、涡流等，只能检测、显示静态的、离线的宏观缺陷，而这些缺陷对于产品的安全性和可靠性往往没有多少直接关系。 事实上，只有扩展的、随着尺寸的增大而最终导致破坏的缺陷（如裂纹萌生和扩展）才被认为是危险的，而检测这一类缺陷的最佳方法就是声发射检测技术。 应用声发射方法检测故障时，可以对故障不按照缺陷尺寸分类，而按照其危险程度分类。按照这样的分类，构件在承载时应力较小的部位上大尺寸的缺陷可能不会被确定为危险缺陷；而在应力集中的部位，按规范和标准要求允许存在的缺陷因扩展而被判定为危险缺陷。根据这一原则，可以重新合理地评估该缺陷的危险性。,声发射检测技术不但具有整体性、快速及时性、经济性等特点，还能对缺陷的类型作出危害等级评估。也正因为如此，利用声发射技术，可以在结构未产生破坏前就对其进行修理或更换，这不仅可以保证设备本身的正确使用，制定最经济的维修方案，还可以避免由于失效对环境造成的不良影响。,声发射的参数,波击（Hits）和波击计数 波击是指某一通道检测到的瞬态声发射信号，它是通过阈值的信号，由通过阈值的包络线所形成的大信号就是一个波击，有的文献中称之为一次事件（Event）。近年来，声发射事件已经被赋予了新的定义，因此我们沿用PAC公司的做法，称之为波击（Hit）。 对波击进行计数，称为波击计数。总计数是从开始到某一特定的时间（如实验结束）总的计数，反映声发射获得的总量；计数率反映单位时间内的计数，反映声发射源产生声发射的频度，用于评价声发射活动。每一个波击持续的时间并不能事先确定，只能通过对信号的检测来确定。包络线从超过阈值开始，到信号幅值下降到阈值以下结束时，是一个波击。,振铃（Ring）及振铃计数 将传感器每振荡一次输出的脉冲称为一个振铃脉冲，对越过阈值的振铃脉冲进行计数称为振铃计数，或称为Counts计数，单位时间内的振铃计数称为振铃计数率。该波击的Counts计数为9。 幅度（Amplitude） 声发射信号波形的最大振幅值，常用dB表示，用下式计算：,幅度与信号大小有直接关系，不受阈值影响，直接决定信号的可测性，常用于声发射源类型的鉴别、强度及衰减的测量。,能量（Energy） 能量分析法是直接度量振幅或者有效值和信号的持续时间，反映声发射能量的特性。通常将包络检波下的面积作为能量值的大小，单位时间的能量称为能量率。能量法与其他的声发射参数相比，更能反映故障开始变化尤其是故障裂纹变化的特征。 声发射技术在发展过程中，声发射信号的特征参数范围也在逐渐地扩大。从最初的振铃计数到后来的幅值、均方根、能量及能量率、事件及事件率、持续时间、上升时间、阈值和波击数（Hits）等。不同的声发射特征参数反映信号不同的特征，可以根据现场被测对象的特征和研究的需要，选择一些相应的特征参数，分析参数随各种工作状态的变化趋势，建立相应的模型并做出一些预测。,对辅机的轴承进行定期的声发射检测，通过检测由于碰磨等故障产生的声发射信号，判断机组是否发生碰磨以及轴承的寿命估计； 压缩空气泄漏、流体泄漏、真空泄漏等的监测； 压力容器检验及锅炉管道泄漏检查； 变压器局部放电监测； 重要构件的裂纹监测。,声发射技术的应用,拉伸实验中试件的声发射Hits计数,机械结构中裂纹的形成和扩展是一种主要的声发射源，裂纹的形成和扩展与材料的塑性变形有关，一旦裂纹形成，材料局部区域的应力集中得到卸载，产生声发射。 材料的断裂过程大致分为三个阶段：裂纹形成、裂纹扩展和最终断裂。这三个阶段都会产生强烈的声发射。在材料的微观裂纹扩展成为宏观裂纹之前，需要经过裂纹的慢扩展阶段。理论计算表明，裂纹扩展所需要的能量比裂纹形成需要的能量约大100倍到1000倍。 裂纹扩展是间断发生的，大多数金属材料都具有一定的塑性，裂纹向前扩展一步，将积蓄的能量释放出来，裂纹尖端区域卸载。这样，裂纹扩展产生的声发射比裂纹形成的声发射大得多。 当裂纹扩展到接近临界裂纹长度时，就开始快速断裂。这时产生的声发射强度更大，有时甚至可以产生人耳可以听得见的声音。,滚动轴承保持架裂纹,声音信号,声发射信号,振动信号,噪声诊断技术 通过噪声分析（频谱分析、声级和声强分析）确定噪声源，发现和诊断设备故障。 电力设备噪声来源：空气动力噪声、电磁噪声、机械噪声、轴承噪声、电刷噪声等。 测量方法声级计，可以用于环境噪声、机电噪声等的测量。,诊断方法： 最常用的是和振动诊断配合的信息融合诊断方法； 声强法（电机噪声的精密诊断）。,600MW机组设备状态监测,设备状态监测与故障诊断的基本任务 设备状态监测与故障诊断技术的发展 设备状态监测与故障诊断系统 发电机组设备状态监测及故障诊断,设备故障诊断的组成,设备管理范畴,状态监测是故障诊断的基础，是能否准确诊断的先决条件和必要手段； 故障诊断是综合利用各种监测数据和状态信息进行设备状态的判断和决策。 设备故障诊断实际上是指在设备尽量不解体的情况下，根据积累的经验和数据，采用一定的技术手段，对设备所处的状态进行判断，对设备故障及其发展变化进行诊断和估计。,设备状态监测与故障诊断的基本任务是确定设备故障的性质、程度、类别和部位，明确故障征兆、原因和系统之间的关系，指明故障发展趋势，主要包括：,根据监测数据，准确判断设备当前状态； 指出故障部位和原因； 根据故障情况和相应的信息处理结果，预测故障的发展和可能结果； 提出防止或消除故障的措施； 提供设备的检修决策依据； 对设备的设计、制造、安装提出改进意见等。,设备状态监测与故障诊断技术的发展,起源于航天工业和核工业，逐步在冶金、石油、化工、电力等行业的连续运行的机械设备系统上得到应用； 随着应用范围的拓宽，监测和诊断对象不断变化，相应的诊断方法不断丰富和发展； 监测诊断系统的投资为企业带来可观的回报，反过来又促进新的监测诊断方法的发展和应用。,先进的监测技术的开发和应用，如声发射技术、红外热波检测技术等； 先进的在线监测仪表及系统的发展，TSI、TDM、BTLMS等，比较完善； 监测分析系统的发展，SIS； 故障诊断系统，相对比较薄弱，特别是在智能诊断、专家系统方面，如何充分利用监测系统提供的数据和信息，结合专家知识，为大型发电机组的经济安全运行和优化检修服务等方面还有很大欠缺。,故障诊断发展的制约因素,传感器技术，火焰、转子温度等； 信号分析与处理技术，关键是对故障特征的提取方面； 人工智能与专家系统，短板在过程应用方面； 监测诊断系统的开发和研究，监测系统从设备获取的数据和信息量不断增大，通讯速度相应增加，监测系统的可靠性和稳定性需要强有力的保障； 监测诊断系统从为设备管理和检修服务向为运行监测维护转变，综合自动化和闭环功能； 设备故障机理研究，新参数下的设备，故障机理与过去会有所不同，要在理论研究的基础上，结合对设备的状态及症状进行不断的积累，对设备的故障机理进行研究，以推广诊断技术的应用。,设备状态监测与故障诊断系统,离线监测 在线监测： 状态监测系统 监测及分析系统 监测、分析及故障诊断系统,离线监测，定期对运行中的设备或停止运行的设备进行规定项目的检查，如点检。 优点：投资少、监测面宽、检测设备简单可靠、对设备影响小； 缺点：反应相对滞后、整理数据麻烦（目前的点检管理系统部分解决了该问题）、数据不全（断续检测）、需要有较强的分析能力。,在线监测相对成本较高，对于重要设备才使用，离线监测是在线监测的有力补充； 技术的发展、成本的降低、电厂管理制度的改革发生的需求变化等原因，是在线监测技术不断扩大应用范围的动力。,在线监测系统需要考虑的问题： 对象的故障机理； 标准状态的量化表示； 监测手段； 信息的传递、处理和存储； 特征提取； 诊断方法； 系统可靠性； 系统可维护性； 人机交互； 与已有信息系统的通讯； 投资收益分析。,状态监测系统 功能：数据采集、报警、存储、输出； 数据库：实时数据库或者关系数据库； 如果没有数据存储功能，状态监测系统相当于普通的指示仪表；,状态监测分析系统 在状态监测系统的基础上，增加了设备运行状态分析和设备状态分析的功能，此时的状态监测系统的意义不仅仅停留在普通仪表的替代品上。 分析功能通过构造合适的数学模型，计算设备各类性能指标。,状态监测分析及故障诊断系统 在状态监测分析系统的基础上，专家知识库和诊断推理功能实际上是一个建立在状态监测分析系统基础上的软件。,发电机组设备状态监测及故障诊断 锅炉状态监测及诊断 汽轮机状态监测及诊断 发电机状态监测及诊断 重要辅机状态监测及诊断,锅炉状态监测系统： 基于统计特性的锅炉状态评价； 基于统计数据的经济性分析； 锅炉高温部件寿命管理,基于统计特性的锅炉状态评价 锅炉的性能恶化通常表现为一个渐进过程或随机过程，两种情况都具有统计的特点。 例如，蒸汽参数经常性的超出正常区间，则间接表明部分高温受热面可能处于过热状态，经常性蒸汽超温，必然导致受热面安全性的降低和管子材料寿命缩短，当锅炉出现较为频繁的蒸汽温度超温或超温的幅度较高，则可以认为锅炉性能出现故障。,由于锅炉的运行参数始终处于不断的变化中，仅根据实时数据无法对锅炉的状态给予评价，需要从较长时间的运行数据分析。 为了通过性能参数反映锅炉的性能状态，需要对机组DCS系统的数据进行进一步的处理分析，即从统计分析的角度，建立锅炉性能状态的评价方法。,锅炉性能参数根据其对锅炉运行安全性和经济性影响可分为两类： 第一类，参数短期偏离对机组的安全性与经济性影响不大，例如锅炉运行氧量，运行氧量短时间（累计的或单次的）偏离期望值对锅炉的安全性和经济性不会造成严重的不利影响，对于氧量之类的参数，适于从长期的运行水平来评价； 第二类，与设备的安全性有关，如蒸汽温度等参数，由于较短时间的蒸汽超温或较频繁的蒸汽超温，对受热面的安全性都会产生影响，因而应在实际运行中避免，对蒸汽温度故障的判断，要从长期的运行统计和以及实时报警统计两个方面来进行，长期运行统计有助于了解参数长期的运行水平，而实时报警有助于了解故障发生的频率以及程度,以负荷区间为基础的运行数据统计 锅炉的状态性能评价与锅炉机组的负荷紧密相关，并且锅炉的某些故障的出现也与机组的运行负荷相关，主要表现在不同的负荷下，锅炉的主要参数处于不同合理的范围内，某些锅炉性能故障只在特定运行负荷下出现。 根据锅炉状况，对锅炉的运行区间建立人为的划分方法，在不同的负荷区间下，被监测的参数具有相应的一定的期望值或是合理波动范围，锅炉的重要运行参数分别在不同的负荷区间内进行归类统计。,基于统计的锅炉状态故障以及故障报警 电站锅炉的性能故障可分为实时性能和统计性能故障两类 实时性能故障表现为重要运行参数已处于不安全的运行区间，如蒸汽温度的偏高或偏低，持续的不正常运行必然对机组的安全性造成一定的影响，需要运行人员迅速采取措施，将蒸汽参数控制在许可范围之内。 统计性能故障表现为故障发生有一定的统计特点，如飞灰可燃物，在实际运行中，由于种种因素，飞灰可燃物通常处于变化之中，短期的飞灰可燃物偏高，对机组的安全性和经济性影响不大，而长期的累计的飞灰可燃物偏高则将导致机组运行经济性的下降，因而形成了锅炉性能故障，这类故障的判别是需要利用相关参数的统计数据，而非实时数据。,锅炉状态在线监测 锅炉状态在线监测要能够动态地反映锅炉的3个重要特性，从短期和长期两个角度，监测锅炉的关键运行参数，分析锅炉运行的安全性与经济性变化情况，从状态检修的角度，提出建议，协助电厂的管理人员更有效的了解锅炉性能状态，从而对锅炉运行的经济性、安全性作出分析和判断或提供参考。,测量对象能够反映锅炉性能状态的重要参数，该参数的值从DCS系统取得，对于电站锅炉能够反映锅炉性能状态的主要参数有： 氧量水平 飞灰可燃物水平 排烟温度 主蒸汽温度 再热蒸汽温度 负压 空预器漏风率 过热蒸汽减温水 再热蒸汽减温水等。,测量对象与锅炉性能的关系,锅炉状态,给水温度,再热蒸汽 减温水量,主蒸汽两侧 温度偏差,在锅炉的运行中，这些参数