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电厂汽轮机的运行及其设备维护研究

发表时间：2021/8/11 来源：《电力设备》2020年第34期作者：宋广津

[导读] 摘要：汽轮机的很多故障是由于操作不当或机器运行太久导致，在日常使用中，要注意定期保养维护相关零部件，运行之前检查各部件是否有问题，提前排查危险。

        （中国能源建设集团东北电力第二工程有限公司辽宁大连 116023）
        摘要：汽轮机的很多故障是由于操作不当或机器运行太久导致，在日常使用中，要注意定期保养维护相关零部件，运行之前检查各部件是否有问题，提前排查危险。文中分析电厂汽轮机的运行及其设备维护策略，为类似研究提供借鉴。
        关键词：电厂汽轮机；故障分析；设备维护
        1、汽轮机检修的价值
        对汽轮机的提前检查工作主要是为了排查汽轮机在运行过程中可能出现的设备风险，提前解决零部件磨损及老化问题，以免汽轮机在运行中发生故障，电厂定期整体检测汽轮机，可以有效防止汽轮机在运行中出现问题，从而保证电厂稳定供电。
        对汽轮机的定期检查除了能够防止机器故障问题，同时还能延长汽轮机的使用寿命，通过定期检查与保养，让汽轮机的各部件老化速度减慢，磨损部件及时换新，企业则能减少对新汽轮机的采购，在既保证供电质量的基础上又降低了运营成本。
        2、汽轮机常见故障类型
        2.1机油系统故障
        因为环境的清洁程度不高，容易导致部分环节中的固体杂质进入机油系统，此时在机油系统的自运行时，就容易使得固体杂质与机油系统的接触，从而容易引发机油系统轴颈被划伤，从而形成了机油系统的故障现象，并且因为机油系统故障，连带着还可能会导致汽轮机组的伺服闸门卡死、机构节流孔堵塞等现象，由此说明机油系统故障会影响汽轮机的正常运行。
        当汽轮机运行时，随着运行时间的增加，汽轮机内的油温会逐渐升高，以致于出现油系统溢流现象。同时，当汽轮机内的油箱冷却水温度太高时，冷却水水压会不断下降，大幅的水压变化极易导致汽轮机运行困难。
        2.2异常振动故障
        造成火电厂汽轮机机组不正常振动的原因较多，主要包括气流激振、摩擦振动以及转子热变形等原因，具体分析上来看，气流激振所导致的不正常振动，会导致汽轮机运行的参数明显升高；摩擦振动会导致汽轮机出现大幅度抖动、涡动现象；转子热变形会导致振动幅度的大幅度提高。
        2.3调速系统故障
        火电厂汽轮机机组的调速系统同样是容易出现故障的一部分，其故障的主要表现为：在机组的高压调速气门运行当中，出现了摆动现象，而此类现象很容易造成汽轮机轴瓦的损坏，并且会严重威胁汽轮机运行的安全性，因此对于此故障需要保持重视。
        2.4 汽轮机叶片故障
        汽轮机中的叶片是汽轮机中很容易出现问题的部分，而一旦汽轮机叶片出现故障，汽轮机的整体运行将会受到极大的阻碍，造成其故障的原因主要有三点：①汽轮机使用的油质量过于低劣；②系统的轴颈部等磨损严重；③汽轮机叶片遭受破损。
        3、汽轮机故障的检修措施
        3.1 机油系统故障的检修
        关于机油系统故障检修方面，首先要对机油系统进行清洁，针对例如机油系统的储油部位，当出现故障时，需要对结构内部进行观察，确认机油系统当中是否存在异物、杂质，如果存在应当及时去除。为了尽可能的避免机油系统故障，在进行清理工作时，应当将机油系统进行解体，从而对其中每一个部件进行清洁，以此即可实现目的。
        关于机油系统故障的预防方面，还需要注意储油系统的储油量，一般来说储油系统的油量最好大于正常油量。如果汽轮机发生油系统故障，则首先应该排查所有阀门是否正常，如果阀门状态不正常，有明显松动，应该拧紧阀门。同时也要排查阀门内部状态，是否有异物堵住阀门，如有堵塞，应及时疏通清理。
        3.2 异常振动故障的检修
        当汽轮机出现异常振动时，首先需要确认振动的具体原因，进而针对性的采用检修方法。

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一般来说如果异常振动现象是因为气流激振而引起的，那么检修人员需要对机组给水量进行调节，同时对高压调速气门的运行参数进行设置，以此避开汽轮机气流激振的状态，消除异常振动，而如果异常振动是因为摩擦振动、转子热变形原因引起的，那么工作人员需要第一时间对转子进行更新，如此即可消除异常振动。
        3.3 调速系统故障的检修
        首先需要确认调速系统的过滤网状态，其次如果过滤网状态出现异常，应当及时更换过滤网，而过滤网的更换应当结合储能起的氮压规范来进行选择，以此确保调速系统的精密性。此外，还需要定期的对更换阀内的滤网和电液伺服阀进行清晰，对调速气门进行阶梯检查，以此确认调速系统零件是否正常，如存在异常零件应当依照原有规格进行更换。
        3.4 汽轮机汽缸漏汽
        造成汽轮机汽缸漏汽的原因较多，可进行如下划分:
        ( 1) 汽缸采用铸造工艺制造而成，出厂后需进行时效处理( 将之存放一段时间后方可投入使用) ，目的在于完全消除铸造产生的内部应力。部分汽轮机应用的汽缸放置的时间较短，导致应用期间因发生形变而漏汽。
        解决方式在于，电厂购入汽轮机或是在定期维护时，技术人员必须格外注意汽缸是否变形，使用合格的产品，避免漏汽现象。
        ( 2) 在安装或检修的过程中，由于检修工艺和检修技术的原因，导致内缸
        、汽缸隔板、隔板套及汽封套的膨胀间隙不合适，或是挂耳压板的膨胀间隙不合适，运行后产生巨大的膨胀力使汽缸变形。
        解决方式在于: 安装或检修期间，技术人员需对各处的膨胀间隙进行充分预估，留足空间，防止因巨大的膨胀压力导致汽缸发生形变漏汽。
        ( 3) 汽缸螺栓紧固的顺序出现错误。常规的顺序为，自中间开始，向两边同时紧固，即由垂弧最大处或受力变形最大处开始击鼓，从而使最大变形处的间隙向汽缸前方或后方的自由端转移，使得间隙逐渐消失; 如果采用自两端开始，逐渐向中间旋紧的方式，间隙会朝向中间地带“积压”，在外力的不断作用下，汽缸结合面会出现拱形的间隙空间，极大地提升蒸汽泄漏几率。
        解决方式在于，所螺栓紧固的顺序必须严格按照相关规定执行，避免任何“反向操作”。
        3.5 裂纹渗漏
        在集控运行管理模式下，不同的设备看似处于“有条不紊”的运行状态，但汽轮机等液压设备几乎每时每刻都在承受较大的外部压力及震动力。加之汽轮机设备的铸造材质为铸铁，铸造过程无法精确查找到所有铸造方面的缺陷。
        基于此种前提条件，随着满负荷时间的累积，汽轮器壳体的薄弱部位会逐渐产生砂眼渗漏及裂纹渗漏现象，导致设备性能下降，直至完全无法正常开展工作。此外，蒸汽、液压油的泄漏会导致电厂生产车间的危险系数呈现出跨越式提升的态势，极大地增加安全隐患，严重威胁电厂的安全连续化生产。
        解决该问题的核心思路在于，电厂管理人员必须将工作做在前面，如果仅仅依靠传统的焊补工艺，对汽轮机壳体的裂纹处进行修复，理论上并不具备可行性。
        正确的做法在于，使用高分子复合材料，在现场开展修复作业。以火化橡胶、硝化纤维塑料为代表的材料具备强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀、绝缘、绝热等特点，凭借其良好的机械性能及粘结力，可以在极短时间内完成对裂纹处的修补，并延长设备的使用寿命，提升其运转效率。
        结语
        汽轮机作为电力生产的重要设备，其运行的稳定性和安全性与电力生产效率有着密切关系。电厂应结合自身具体情况，采取有效措施，改进和优化汽轮机，降低电力生产成本，实现企业的稳定和可持续发展。
        汽轮机的很多故障是由于操作不当或机器运行太久导致，在日常使用中，要注意定期保养维护相关零部件，运行之前检查各部件是否有问题，提前排查危险。如果在使用中，汽轮机发生故障，应及时确定故障发生的原因，在准确确定汽轮机故障原因的基础上，再根据不同原因对症下药，可使汽轮机迅速恢复正常。
        参考文献
        [1]贾志远.热电厂汽轮机的检修及安全运行[J].电子技术与软件工程,2019(13):234.
        [2]张永清.提高汽轮机通流部分汽封汽密性研究[J].汽轮机技术,2019,61(03):210-212.