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火力发电厂汽轮机常见故障分析与检修祁航

发表时间：2021/7/1 来源：《建筑科技》2020年11月下作者：祁航

[导读] 火力发电是我国重要的发电方式之一，年发电量在火力、水力、风力等多种发电模式的总发电量中占据不可忽视的比例。汽轮机是火力发电厂稳定供电的核心设施，保证汽轮机的稳定运行是提高供电稳定性、安全性的关键。汽轮机运行过程中常出现各种各样的故障，及时发现故障、检修排除故障是保证火力发电厂稳定发电的必要手段。

河北大唐国际王滩发电有限责任公司祁航

摘要：火力发电是我国重要的发电方式之一，年发电量在火力、水力、风力等多种发电模式的总发电量中占据不可忽视的比例。汽轮机是火力发电厂稳定供电的核心设施，保证汽轮机的稳定运行是提高供电稳定性、安全性的关键。汽轮机运行过程中常出现各种各样的故障，及时发现故障、检修排除故障是保证火力发电厂稳定发电的必要手段。本文从火力发电厂汽轮机的常见故障入手，分析并探讨汽轮机故障检修的具体策略，为提高汽轮机运行稳定性提供一些思路和参考。
关键词：火力发电厂；汽轮机；常见故障；检修
        引言：汽轮机是一种内部结构复杂、对运行环境要求高、容易受到外界因素影响的设备，在运行过程中不可避免出现故障、影响运行质量。如果火力发电厂汽轮机经常发生故障，会直接影响火力发电厂的发电效果，影响火力发电厂的利润空间和发展潜力，影响供电范围内用户的用电体验。因此，火力发电厂检修团队必须重视对汽轮机的故障检修工作，及时发现故障，及时排除故障。
        1火力发电厂汽轮机常见故障分析
        汽轮机的运行原理是利用高温高压蒸汽带动叶片运转，叶片带动转子旋转对外做功。根据不同的结构、气缸数量、热力特性、用途，汽轮机被划分为不同的型号和种类。汽轮机本体机组包括主轴、叶轮、动叶片、联轴器、气缸、进气部分、轴承、隔板等部分，大致可分为转动和静止两部分。汽轮机不仅有本体机组，还有不少配套设施，包括蒸汽发生器、发电机、凝汽器、泵机、加热器等。谈论汽轮机的故障应对包括本体机组和配套设施两部分。
        1.1汽轮机本体机组常见故障类型
        1.1.1振动故障
        汽轮机本体包含转动和静止两个部分，由多个构件构成，运转过程中构件之间的异常状态都有可能导致出现振动，继而引发构件的不必要磨损。常见的振动故障包括轴承的几何中心与受力中心不重合、零部件变形、气流激振、局部过热等多种情况，引发原因不同，想要排除故障需要的处理方式也不同。
        1.1.2转速失常
        火力发电厂中为了保持供电稳定性，要求汽轮机维持在相对稳定的转速。如果汽轮机转速过快或波动范围过大，都会影响发电稳定性，造成汽轮机及配套设施的不必要磨损。比如汽轮机转速过快，一旦超出调节系统的调节范围就有可能在外力矩的影响下甩脱轮机叶片。被甩脱的轮机叶片会造成汽轮机及相连、相近设施受到冲击，也可能会伤及周围的工作人员，危险程度较高。
        1.1.3润滑油系统故障
        润滑油是汽轮机轴承与主轴之间顺畅转动的基础，如果润滑油出现过度氧化、混入杂质等有损油质的情况，则会导致轴承与主轴运转出现问题，造成不必要的磨损，甚至影响汽轮机的正常运转。
        1.1.4冷却水系统故障
        汽轮机中冷却水是控制机组温度、辅助散热的重要系统，但如果汽轮机的密封环节出现问题，冷却水进入汽轮机组，就会造成零部件被腐蚀、被磨损、生锈、变形等情况，直接影响汽轮机的运转质量和使用寿命。
        1.2汽轮机配套设施常见故障类型
        1.2.1凝汽器真空故障
        凝汽器承担着汽轮机的排气减压任务，是促进蒸汽在汽轮机机组内循环使用的重要配套设施，有着提高汽轮机运转效率的效果。如果凝汽器的真空度降低，就会影响汽轮机的排汽温度，衍生出凝汽器振动的情况，连带影响汽轮机本体机组的运行稳定。可能造成真空度降低情况的原因主要是，凝汽器中循环水温度异常、蒸汽冷凝效果异常、排汽压力异常等。
        1.2.2调节系统故障
        汽轮机的转速主要通过速度调节系统控制在安全范围内，如果调节系统出现故障，会直接影响汽轮机的转速，导致汽轮机本体机组因转速问题出现振动故障，严重时可能造成叶片甩脱、轴瓦损伤等情况。

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        2火力发电厂汽轮机常见故障的检修策略
        2.1振动故障检修
        可能造成汽轮机振动的原因有很多，检修人员想要迅速、有效排除故障，需要先对振动产生的原因进行判断。首先，检修人员需要观察、采集汽轮机振动的规律，包括振动幅度、频率、相位、发展趋势等[1]；然后，采集发生振动汽轮机组的背景信息，包括日常运行状态、维修记录等。基于以上两点，检修人员可大致判断汽轮机振动产生的原因，进行针对性的故障排除操作。
        2.2气缸部分故障检修
        汽轮机转速失常、冷却水腐蚀等故障都发生在汽轮机的气缸部分，进行故障检修也主要针对气缸来进行。检修人员需要保证汽轮机气缸部分的完整、稳定，保证汽轮机处于正常状态，可行方式是通过检修保证气缸各个零部件处于正常工作位置，保证各个零部件完整无损。想要达到这种程度，检修人员需要对气缸零部件有充分的了解。在进行检修时，首先，检修人员需要注意对拆卸的零部件按照顺序标记、摆放，确保零部件不会因为拆卸而丢失或受损；其次，检修人员应对注意拆卸时的安全操作，比如螺栓需要先拆定位销，保温层需要先降温至120℃后再拆卸等，这些安全操作能够避免检修拆卸环节造成额外的零部件损伤，需要引起检修人员的重视；然后，检修人员需要根据发现的故障进行针对性处理；最后是按照先拆的后装顺序进行回装，保证汽轮机气缸的完整安装。
        2.2.1气缸裂纹
        当气缸出现裂纹时，说明汽轮机运行过程中进气侧存在控制问题，蒸汽的参数比较高，运行时存在交变应力作用情况。裂纹多出现在气缸的进气侧和导气管引出处，检修人员在检修过程中需要重点检查这些位置。检修处理时，常用打磨补焊的方法。
        2.2.2气缸严密问题
        在气缸检修中，检修人员不可忽视对气缸严密程度的检查，要确保自由状态下气缸结合面间隙小于0.25mm，冷紧1/3螺栓状态下气缸结合面间隙小于0.05mm[2]。否则，气缸可能因为不严密而面临被冷却水污染的故障，导致气缸内壁、零部件被冷却水腐蚀，影响气缸的运转。
        2.2.3气缸叶片问题
        气缸中叶片处常出现的故障包括锈蚀、裂纹、松动、开焊、脱落等数种[3]。这些故障常出现在气缸轴颈、铆钉头根部、拉筋孔附近、叶片根部、出口边缘、对缝区等处，检修人员在围绕叶片做检修时应重点观察和检测这些部位，记录故障情况，并进行针对性处理，提高气缸叶片的运行稳定程度，必要时可进行零部件更换。
        2.3润滑油系统故障检修
        润滑油系统故障多表现为油质变化，比如进入了杂质、润滑油本身质量不过关、过滤网长时间未更换滋生细菌等。检修人员在对油系统进行故障检修时，需要先做润滑油的质量检测，确定油本身是否存在质量问题，然后针对可能存在的杂质污染问题进行处理。首先是对油箱、冷油器、油门、轴瓦、过滤网等部分的清洁，检修人员需用专业的清洗剂进行这些部分的处理，为润滑油营造一个清洁的工作环境。然后，检修人员需要将拆卸、清洁后的部分进行回装，并测试严密性，保证油系统不存在拆卸后漏油的情况。
        2.4凝汽器故障检修
        检修人员在处理凝汽器故障时，主要需要检查凝汽器是否漏气和凝汽器的真空度水平。前者可在凝汽器停运时灌水检查，检查喷嘴、轴封、凝汽器主体是否存在漏气情况，对发现的漏气点进行填封；后者可通过专业清洁剂内部除垢来完成检修。
        结束语：现代社会对电能供应量和供应稳定性有越来越高的要求，检修人员要注意对汽轮机的故障排除和检修，及时发现汽轮机问题，保证汽轮机的安全运行，保证火电厂的发电稳定性，延长主要设备的使用寿命。
参考文献：
[1]向理良. 汽轮机辅机常见故障及检修方法研究[J]. 数字通信世界,2020(12):263-264+266.
[2]幸世宝. 关于火电厂汽轮机组本体检修分析[J]. 科技风,2020(19):153.
[3]石泽红. 火力发电厂汽轮机的常见故障与检修处理方式研究[J]. 价值工程,2019,38(25):205-207.