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发电厂汽轮机常见故障分析与排除包图雅

发表时间：2020/12/30 来源：《建筑科技》2020年7月上作者：包图雅

[导读] 电力对于企业的经营生产、人们的生活工作等一系列社会活动都非常重要，经济、科技越发达，各行各业对电力的需求就越大。

乌海职业技术学院包图雅

摘要：电力对于企业的经营生产、人们的生活工作等一系列社会活动都非常重要，经济、科技越发达，各行各业对电力的需求就越大。发电厂承载着供电责任，供电是否安全、稳定将对全社会产生影响。汽轮机是发电厂的重要设备，汽轮机的运行状况将直接关系着整个供电体系。文章分析了发电厂汽轮机发生率较高的故障，并提出了相应的解决措施。
关键词：发电厂；汽轮机；故障；排除方法
       汽輪机的结构比较复杂，在恶劣的环境中运行，所以很容易发生各种各样的故障，如果不能及时、有效的排除故障，甚至会酿成重大事故，造成不可挽回的损失.可见,汽轮机的安全运转是发电厂正常运行、保证电力供应的前提条件。准确的识别汽轮机的故障类型，采取针对性的故障排查措施和技术，及时解决故障，对于保证发电厂供电的稳定性与安全性十分重要，本文就此展开探讨。
        1.发电厂汽轮机介绍
        发电厂是通过天然气、煤炭、石油等燃料来产生电能的，工作过程可以概括为：燃料放入锅炉内燃烧，不断的加热水产生蒸汽，在蒸汽的作用下，原本属于化学能的燃料会转化成热能。利用高温蒸汽压力促进汽轮机的持续运转，把热能转化为机械能，以推动汽轮机的运行。汽轮机又会带动发电机运转，最终把机械能转化为电能。根据燃料的类型，又可以把发电厂分为天然气发电厂、工业废料发电厂、余热发电厂、燃煤发电厂等几种类型。汽轮机是火力发电厂的重要设备，由低压缸、中压缸和高压缸三部分组成，也有个别汽轮机的中压缸、高压缸是合为一体的。汽轮机还有各种辅助系统，比如润滑油、凝结水、调节保安、轴封、给水等系统。
        2.发电厂汽轮机的常见故障与排查措施
        2.1异常振动
        2.1.1故障分析
        异常振动是汽轮机运行过程中最常见的故障之一，检修人员需要根据引起振动的不同原因而采取针对性的处理措施：
        （1）普通的被迫振动：a.因汽轮机的转子失衡而引起振动，转子的结构设计不合理，制造不精密，误差大，材质不好，动平衡的等级较低，转子上的一些零部件松动.b.转子的部分结构刚度不足，接合面有差别，因此引起振动，该情况主要会发生在落地轴承结构或者轮子的支撑结构。c.轮子所在的位置错误，引起异常振动，这种现象通常是因为安装的精密度低、不符合技术要求、基础沉降不均匀等因素引起的。d.汽轮机的转速在接近临界的情况下，轴承座的振动速度就会明显提高。
        （2）异常的被迫振动：主要特点如下：a.汽缸持续膨胀，通畅性差，明确速度后轴承座的振动速度提高。b.联轴器的螺栓松动，改变了汽轮机的振动以及负荷强度。c.在汽轮机运行过程中，自身的振动和晃动幅度很容易失衡。d.汽轮机的转子运作时，不断的摩擦会使温度提高，出现变形和弯曲.e.励磁电流等因素的影响会升高汽轮机的温度，使其出现变形。f.转子和轴承、隔板、密封等静止件之间的间隙持续的产生动静摩擦。
        （3）自激振动：a.轴承壳体的配合不足、轴承在长时间的运作过程中不断的磨损、损伤，最终造成油膜振荡。b.在高负荷的运行状态下，汽轮机的高压转子会形成汽流激振。
         2.1.2解决措施
         引起汽轮机异常振动的原因不同，检修措施也不同。所以，检修人员要认真分析故障类型、故障位置。（1）观察汽轮机的振动规律，如振动幅度、频率、相位。收集机组信息、汽轮机的日常运行状态、机构信息、维修记录等信息。（2）在找到振动规律、收集详细信息后，认真分析故障特点、产生故障的机理，并将分析结果作为维修的重要依据。（3）准确的诊断故障，采取行之有效的方法减少故障的再发生次数。
         2.2超速
         2.2.1故障分析
         汽轮机是一种以3000r/min的速度长时间、高速运转的设备，动力矩非常大。如果运行过程中，汽轮机的调节系统失灵，其运转速度就会在短时间内大幅度提高,转子零部件的实际应力严重超过预设值,造成轴承损坏、转子断裂、叶片甩脱等故障，如果问题严重，整个汽轮机组都可能面临完全报废的情况。

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所以，汽轮机超速是一种危害很大的故障，而且还会给操作人员带来危险.
         2.2.2解决措施
        （1）定期检查汽轮机润滑油与抗燃油的品质，保证油脂合格.（2）定期进行汽门封闭性、阀门活动性等试验，测试汽门的关闭时间，及时发现问题、及时修理.（3）对汽轮机重要的仪器、仪表，尤其是转速表的运行情况进行重点检查。（4）明确汽轮机的主汽门和调速汽门有无卡涩问题。（5）安装“安全阀”，配备多个运转超速的自动保护装置。
        2.3凝汽器真空偏低
        2.3.1故障分析
        凝结水泵、循环水泵和抽气装置是组成凝汽器的主要部分，这也是汽轮机辅机的一些常见设备。真空凝汽设备通常装置在汽轮机的排气口,以保证汽轮机能够自始至终通过蒸汽的膨胀来减小排气压力,大幅度提高汽轮机的热效率。汽轮机还可以通过凝结器把排气凝结成干净的凝结水晶，以产生水资源，供锅炉循环使用。凝汽器的真空度会对汽轮机的运行产生影响，如果改变了真空度，排汽的温度也会相应发生变化，显著提高了机组的故障率。转子外界持续高温的情况下，循环水的温度也会升高，对凝汽器的吸热量和冷凝温度产生严重影响，增加了排汽压力，降低了凝汽器的真空度。还有真空气密性和凝汽器结垢同样会让凝汽器的真空度降低。
        2.3.2解决措施
        凝汽器气密性差是汽轮机的常见故障，检修时，首先要检查凝汽器一侧的安全性，有无出现漏气。真空系统的漏气情况可以通过停机灌水等方法来明确，定期检查汽轮机的轴封和喷嘴，尽量减少漏气点，提高抽汽效率。采用化学方法轻利凝汽器内部的污垢，提高真空密封性。
        2.4汽流激振的振动检修
        如何降低前面所提到的气流激振对汽轮机异常振动的影响，首先要对机组的振动数据进行长时间记录，然后将这些数据进行整理最后做成曲线图，这样可以观察其振动的变化趋势以及范围，然后通过改变升降负荷速率，来观察曲线的变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速气门，来消除气流激振。这种方式就是通过减低负荷变化率和避开产生气流激振的负荷范围的方式来避免气流激振的产生。
        2.5转子热的振动检修
        学习过汽轮机的使用都应该知道汽轮机的转子常常都是在蒸汽环境下进行工作，这时汽轮机转子的热弯曲情况很容易发生，想要减轻或者说消除这方面的问题，首先就必须在最初的制作过程中下功夫，在制作汽轮机时，对于汽轮机中长时间暴露在高温环境下的部件，用耐高温、高压的材料来进行制作，如果对于已经投入使用用不耐高温材料制作的成品，可以在进行汽机维修、保养时进行部件的更换来提高汽轮机部件的耐高温程度，这样就可以避免频繁出现转子的热振动现象。
        3.关于汽轮机异常振动故障原因查询步骤的分析
        生产中经常遇到瓦盖振、轴振的异常变化，引起振动异常的原因很多。根据振动产生的集中原因，在查找振动主要来源时要注意下面几个要素：振动的频率是1X，2X，1/2X等。振动的相位是否有变化及相邻轴承相位的关系。振动的稳定性如何（指随转速、负荷、温度、励磁电流、时间、等的变化是否变化）。例如汽轮机转子质量不平衡会有下列现象：升速时振动与转速的二次方成正比，转速高振动大。特别过临界时振动比以往大得多。振动的频率主要是1X。振动的相位一般不变化及相邻轴承相位出现同相或反相。振动的稳定性好（在振动没有引起磨擦的情况下），且重复性好。根据振动特征与日常检测维修记录多方面分析，找出故障原因最终排除。另外对于一些原本设计上有通病的机组，要做好心理准备并牢记其故障点，一旦出现情况首先要检查设计缺陷部件。
        4.结束语
        汽轮机异常振动时汽轮机运行过程中不可避免的故障，同时也是较为常见的故障。在进行此类故障排除时，不能急于拆解机组，首先要根据故障特征进行故障分析，确定故障点后查看机组维修记录，确认故障点零部件情况。如故障点零部件为刚刚检修过并更换，因再次确认故障点，确认为改点后进行拆解。一般来讲短期内进过维护保养的部件出现故障的几率远远小于维护时间长的部件。因此，在进行汽轮机异常振动原因分析时要格外注意。
中图分类号：TM621文献标志码：A文章编号：2095-2945（2020）15-0141-02