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电厂汽轮机常见故障及排除措施

发表时间：2021/4/15 来源：《建筑科技》2021年1月下作者：刘永刚

[导读] 电厂汽轮机是火力发电机组最重要的组成部分之一。它的安全性和稳定性不仅是保证其自身正常运行的先决条件，并且还直接关系到发电厂正常向外供电的可靠与否。因此，电厂汽轮机维护已成为火力发电厂日常运行管理工作中的重要的工作。加强电厂汽轮机常见故障分析和排除是电厂工作员工的一项重要技能。

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摘要：电厂汽轮机是火力发电机组最重要的组成部分之一。它的安全性和稳定性不仅是保证其自身正常运行的先决条件，并且还直接关系到发电厂正常向外供电的可靠与否。因此，电厂汽轮机维护已成为火力发电厂日常运行管理工作中的重要的工作。加强电厂汽轮机常见故障分析和排除是电厂工作员工的一项重要技能。
关键词：发电厂；汽轮机运转；常见故障；解决措施；
        在社会经济快速发展的背景下，生产和社会生活需要电力的有效支持。随着对电力的需求数量逐年增加，供电质量逐年提高，确保电力供应的稳定性已成为现代电力系统面临的主要挑战。在电厂发电设备的日常运行中，设备运行的质量和安全与可靠、高效发电的要求直接相关。特别是，作为发电厂三大主机之一的汽轮机，是高速旋转的精密设备，如果发生故障，不仅会威胁发电厂的安全，还会影响电力供应。
        1发电厂汽轮机介绍
        发电厂使用天然气，煤炭，石油和其他燃料发电。工作流程可归纳如下：燃料在锅炉中燃烧，将化学能转变为热能，加热炉水。水不断被加热产生高温高压蒸汽。高温高压的蒸汽进入蒸汽轮机，推动其高速旋转，将热能转换成机械能。蒸汽轮机驱动发电机工作，最终将机械能转化为电能。按燃料类型划分，发电厂可分为天然气发电厂，工业废物发电厂，燃油发电厂和燃煤发电厂。蒸汽轮机是火力发电厂中的重要设备。它由两部分组成：动的转子与不动的汽缸。汽缸又分为低压缸，中压缸和高压缸。小容量的汽轮机一般做成单缸的，现代大型机组都采用分缸结构。蒸汽轮机还具有各种辅助系统，例如润滑油，冷凝水，安全调节，轴封，供水和其他系统。
        2分析和消除典型的汽轮机问题
        2.1汽轮机异常振动（1）目前，中国大多数发电厂都使用热能，因此蒸汽轮机在这些发电厂中起着关键作用。在汽轮机故障中，最困难和最难以消除的是汽轮机的异常振动。因此，仔细分析涡蒸汽轮机运行期间出现异常振动的所有可能原因非常重要。（2）汽轮机发生异常振动的问题原因：由于汽轮机工作蒸汽压力温度非常高，当其通过喷嘴进入机内后，在某些情况下并不是均匀的蒸汽流，紊乱的汽流冲击到涡轮叶片上，产生不同于旋转方向的分力，造成转子向其方向移动，表现为转轴发生振动。（3））对于某些末级叶片较长的大型机组，流动到此部位的蒸汽已经变成低温低压了，其中出现了凝结水滴，液滴的出现是随机的没有规律的，流动的液滴对高速旋转的叶片形成冲击，形成振动。（4）较高的低频分量和振动的增加显然取决于诸如负载之类的因素，并且成为激励蒸汽流的明显迹象。考虑到这两个特性，必须通过分析故障原因在很长一段时间（至少一年）内记录每个单元的振动频率。然后根据设备满负荷的频率绘制相应的曲线，记录，观察和分析绘制曲线的变化。通过调节升力和波动的载荷变化，并在一定范围内调节水流，可获得上升和下降的曲线，因此，为避免蒸汽产生脉冲，可以采用减少蒸汽变化的方法。（5）转子热变形引起的异常振动的特征，原因及处理；转子的热变形会导致涡轮机振动。最重要的因素是转子温度的变化和蒸汽参数的差异。转子的热变形通常发生在启动阶段，也就是说，在机组启动升速过程中，倍频幅度会增加。在此期间，随着转子温度的升高，材料的内应力得以缓解，这将导致转子的热变形。同时，相位随着振动的增加而变化，这导致转子的弯曲变形和转子的异常振动。转子弯曲变形可以是永久的或暂时的。
        3.2凝汽器真空降低：这种故障是由汽轮机排汽无法快速凝结或者有大量的空气进入凝汽器引起的。这取决于循环水的温度高低、水量的多少，凝汽器的严密性程度，抽真空设备的工作质量等。

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在夏季，气温升高，循环水温度很高，要想保持高的真空，就需要增加循环水的流量。定期检查机组的真空严密性也很重要，通过这个方法，可以判断凝汽器的严密性程度，提醒人员注意和采取查找漏点等措施。真空泵故障同样会影响真空下降，对他的处理方法主要是降低工作液温度，补充工作液，等措施。
        3.3汽轮机轴承损坏：汽轮机正常运行中保持3000转/分钟的速度旋转，轴承必须可靠通入足量的润滑油对轴承进行冷却，如果供油设备发生故障，例如，蒸汽轮机主油泵故障，系统中的油压会突然下降，没有足量油润滑的轴承会瞬间融化磨损，甚至会损坏轴承壳。解决这一问题的对策：第一，全面加强对供油系统的监管，以有效消除这一问题。其次，应按照标准设置润滑油精密滤清器，以确保油中的杂质能有效过滤；再次，电动液压伺服阀的过滤器应定期更换并定期清洁。4汽轮机智能监视与控制技术
        4.1监控机组
        DCS是一种广泛应用于工业领域的控制技术，在当今世界各国电厂中都得到了普遍应用，他的名称叫集散控制系统，意思是集中管理，分散控制。就地每个控制点设有执行机构，通过电缆与控制室相连，值班人员在控制室中发布控制指令，发送到就地执行机构动作，对系统的流程进行调节控制，通过现场设立的各种温度、压力、流量传感器反馈控制执行情况。现代电厂还采用现场大量装设摄像头的办法管控设备：获得大量精确的图像信号实时反映汽轮机的运行状况，为人员掌握设备的运行状况提供依据。使用监视平台来改善发电厂数据的整体处理，促进智能，数字和集成的电厂网络，并形成相对完整的监视环境。图像监视具有实时记录功能，并且使用数字监视来代替手动现场监视。
        4.2故障诊断
        随着现代计算机技术的发展，人们开发了很多汽轮机故障检测分析软件，运用这些软件，并将监测结果以图像的形式呈现在人的面前，以便值班人员可以通过分析图像数据来了解汽轮机实际运行状态，并从中发现机组异常参数，提前快速诊断汽轮机故障，采取相应措施进行消除。当发生异常后，可以从中分析检查产生事故的原因，并由此制定针对性的防控措施，应用于今后的工作中。
        4.3操作控制
        汽轮机故障监视是一个复杂的过程，它实现了基于图像模型的处理解决方案，从根本上消除了传统故障监视的缺点。数字模型是一个新的故障排除平台，用户可以根据操作要求设计故障监视程序，以获得更清晰，更真实和生动的图像。故障监测是我国电力工业中生产过程中必不可少的环节，现场技术人员越来越依赖于各种监视手段，对各个系统的要求也越来越高，对热控专业维护系统提出了更高要求，需要高技术人才，高度负责的精神，以便使汽轮机监测技术更好的服务于电力生产，获得更大的效益。
        结语
        综上所述，作为直接动力源的电厂汽轮机的运行好坏直接关系到全厂运行安全和供电质量安全，这需要及时对汽轮机的运行状态做出实时分析并采取相应控制措施，防止事故发生。一般而言，通过各种检测系统对汽轮机运行问题进行技术分析并采取有针对性措施，现场异常均能有效得到消除，可确保电厂汽轮机的安全运行，保证发电厂可靠供电。
参考文献：
[1]智能化技术在电气工程自动化控制中的应用分析[J].王志杰.冶金管理.2020(21)
[2]人工智能在电气自动化控制中的应用探讨[J].刘广朝,王飞飞.南方农机.2020(21)
[3]汽轮机运行振动原因分析及对策研究[J].乔建兵.设备管理与维修.2020(12)
[4]汽轮机运行中的常见故障与对策[J].刘佳慧.山东工业技术.2016(01)