摘要:对汽轮机运行进行优化,首先需要明确汽轮机在运行过程中存在的问题,有针对性地采取措施解决这些问题,才能为汽轮机运行创造良好环境,才能推动汽轮机平稳、安全运行,最终才能推动电厂生产效率的提高,推动电厂的发展。汽轮机是电厂供电系统的关键部分,一旦出现运行故障,就会导致电厂主体设备停机,造成损失。因此,必须熟悉汽轮机的常见故障和应对策略。
关键词:电厂;汽轮机;常见故障;应对策略
汽轮机是一种旋转式蒸汽动力装置,也被称为是蒸汽透平发动机,在汽轮机的表面有着大量的叶片结构,高温高压蒸汽穿过汽轮机的固定喷嘴形成加速气流,最终喷射到汽轮机表面的叶片上,使得叶片旋转对外做功,实现由蒸汽的热能向转子机械能的转化,最终带动发电机运行进行发电。汽轮机是电厂运行中所必不可少的设备,也是我国火力发电厂中应用最为广泛的设备,汽轮机主要有着功率大、能量转换效率高、使用寿命长的优点。
1 汽轮机的组成与基本原理
汽轮机是一种精密重型机械设备,在高温、高压、蒸汽环境下高转速运行。汽轮机与蒸汽锅炉、加热器、凝汽器、发电机一起,组成发电设备。汽轮机本身由转动、静止部分组成,其中,转动部分(转子)包括主轴、联轴器、叶片、叶轮等;静止部分包括气缸、隔板、静叶栅、轴承、汽封等。
汽轮机的主要工作原理是,锅炉产生高温蒸汽,高温蒸汽进入高压缸、中压缸,推动叶轮、叶片转动,带动主轴,从而使蒸汽热能转化为机械动能。接着,汽轮机的转子通过联轴器与发电机转子相连,这样,汽轮机的扭矩就传递给了发电机,发电机的转子就会转动,将机械动能转化为电能。
2 电厂汽轮机运行中的常见故障及应对策略
2.1 汽轮机真空下降及其应对策略
真空下降是目前汽轮机运行中的主要故障之一,可分为2种情况:第一,汽轮机循环水泵出口的压力降低,压力就不能维持汽轮机的正常工作,此即为真空下降故障;第二种叫做真空缓慢下降故障,是因为运行水泵中的运行水量不够,导致水泵进出口的水温产生了较大的温差。
应对汽轮机真空下降故障时,首先要全面分析整个汽轮机的状态数据,从而得知汽轮机的真空下降属于哪一种情况。了解了汽轮机真空下降的具体情况后,人员就可以采取针对性的处理措施。如果还不能完全解决故障,就要降低汽轮机的负荷,从而有效地阻止真空下降的故障继续下去。
2.2 汽轮机轴承损坏及其应对策略
另一种较为常见的故障是汽轮机轴承损坏,这种故障的主要原因,是汽轮机设备内部部件的质量不好、不合格,在高温中,轴承的支撑能力受到破坏。如果不及时维修受到破坏的轴承,汽轮机的工作性能就会继续变差,直到整个汽轮机都受到破坏。这是因为,汽轮机中的轴承起着支撑、联动作用,这项作用非常重要,一旦汽轮机轴承不能正常工作,汽轮机的运行就不得不中断了。
应对汽轮机轴承损坏的策略首先是预防。在汽轮机投入使用之前,就要按照电厂的标准全面检测汽轮机轴承,不使用故障轴承。即便没有发现故障,也要预防轴承损坏,比如,安装防轴电流装置、检测汽轮机温度。汽轮机轴承损坏发生后,检修人员要关闭汽轮机,然后逐步排查故障。检修完成后,汽轮机应当试运行一次,看故障是否完全维修好了。
2.3 汽前泵非驱动端轴承温度高及其应对策略
汽轮机的汽前泵非驱动端轴承的温度超过了60℃,非常接近70℃的上限。在轴承室外临时用冷水降温,可以将轴承室表面的温度降到55℃以下,但是,轴承室本身就通冷却水,外接冷却水只是一种危险的应急措施:如果冷却水从加油孔流入轴承室,会加速轴承的烧毁。
检修人员在检修中发现,原来是轴承损坏了,轴承的滚道、滚柱脱层了,出现了裂纹,增大了轴承的摩擦;轴承室中有杂质;轴承润滑油使用错误。因此,检修人员更换了汽前泵非驱动端轴承,然后清理了轴承室的杂质,最后将轴承室透平油换成了美孚624合成油。这样应对后,汽前泵非驱动端轴承温度就不会超过55℃了。并且,检修人员提出要检查气泵,确保油位正常,严禁轴承室进入杂质,还有将轴承安装到位,以免此类故障再次发生。
2.4 汽前泵非驱动端轴承烧毁及其应对策略
另一次,汽前泵非驱动端轴承温度瞬间升到70℃,继续上升到90℃时紧急停运了泵,但轴承还是烧毁了。检修人员发现油杯中还有半杯油,但是油能顺着加油孔流进轴承室,原来油杯的排气孔堵塞了,油无法流入轴承室,造成轴承室缺油,而油杯中为假油位,最终烧毁了轴承。拆下轴承室时,轴承与轴都已经粘连在一起,无法取下了。
检修人员的应对是,日常维护中要随时检查轴承室的油位,发现油位低时要立即补油,然后检查油杯的排空孔是否堵塞。如果轴承室的温度升高,要立即检查轴承室内是否有油,再采取其他措施。
2.5 汽轮机油系统故障及其应对策略
汽轮机运行中,内部油温如果过高,超过温度标准,油系统就会出现溢油现象,导致系统阀门的故障。另一种情况是,油箱中的冷却水水温如果高于30℃,冷却水的水压就会急剧降低,最终导致系统故障。这2种故障的原因都是检修中,汽轮机油系统挂闸,导致油动机阀门难以打开,以至于油系统漏油或者阀门卡死的现象导致的。
应对汽轮机油系统的故障,检修人员首先要检查电磁阀门是否卡死了、油系统及设备中是否存在杂质了。如果在油系统及设备中发现了杂质,检修人员就要及时清除杂质,以免杂质磨损系统的轴瓦、轴颈,或者堵塞调节阀。清除杂质的同时,还可以打磨抛光,来维护修复。
2.6汽轮机机组振动过大及其应对策略
汽轮机运行中的一种难以处理的问题,就是汽轮机机组振动过大,这种故障会伤害汽轮机的轴承座、气缸连接部,等等。可能的原因有以下3种:第一,汽轮机机组中,叶片损坏了;第二,在汽轮机的连接部位,螺栓没有安装牢固;第三,汽轮机中应用的润滑油质量较差,甚至含有不少杂质。
应对汽轮机机组振动过大的策略是,首先,修复断裂的叶片,避免不平衡;第二,严格按照操作规程来操作;第三,确保汽轮机按照工作流程来启动、停运;第四,加强监视汽轮机机组振动情况,将其参数控制在合理范围之内,为汽轮机机组安装保护装置。
3 汽轮机故障诊断技术的发展
3.1 信号采集与分析
由于汽轮机的工作环境非常复杂和特殊,因此汽轮机故障诊断技术必须更加完善,如汽轮机诊断系统对传感器的要求很高。在当前的传感器性能研究中,重点是提高传感器的可靠性和开发新的传感器,同时加强对传感器故障诊断有效性的研究。直接导致实际应用较少,提高了传感器信号的可靠性和热融合技术,使传感器在使用过程中更加可靠。振动信号分析与处理是信号分析与处理的主要内容。快速傅立叶变换主要用于振动信号的处理,更适合信号稳定的情况,具有很强的适用性。但在实际生产过程中,大多数信号是不稳定的,不稳定是一个普遍的特点,因此,有必要提高信号分析的精度,促进信号分析和处理。
3.2 错误和诊断机制
所谓故障机理,主要是指在对汽轮机缺陷进行分析时,深入分析缺陷产生的原因,进而对缺陷有很好的认识,是汽轮机故障诊断的基本技术。在分析点火机理时,应深入分析故障的规律、症状和类型,在诊断汽轮机线路时,建议采用比较法、统计法和逻辑法。
4结束语
总之,汽轮机需要检修人员加强检查、维护,及时应对汽轮机故障,改善汽轮机的运行状态。
参考文献
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