淺談汽輪機(jī)常見(jiàn)故障及維護(hù)

達(dá)富林

【摘 要】汽輪機(jī)設(shè)備一旦發(fā)生重大損壞事故，就需相當(dāng)長(zhǎng)的檢修時(shí)間才能恢復(fù)發(fā)電。能否避免嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故以及減輕設(shè)備損壞的嚴(yán)重程度，則和設(shè)備檢修技術(shù)、運(yùn)行技術(shù)以及運(yùn)行人員對(duì)事故判斷和處理方法正確與否有直接的關(guān)系。本文著重探討一下汽輪機(jī)的常見(jiàn)故障及維護(hù)技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī)；常見(jiàn)故障；維護(hù)

0.引言

現(xiàn)代化的生產(chǎn)設(shè)備雖然大幅度地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)省了人力和物力，但同時(shí)也大幅度地增加了設(shè)備的維修費(fèi)用，設(shè)備故障單位時(shí)間造成的損失也成倍地增加。電力供給是城市發(fā)展的關(guān)鍵，為了增加城市用電的穩(wěn)定，電廠維修部門(mén)都會(huì)定期對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行檢修與維護(hù)。汽輪機(jī)作為發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，其故障率的減少對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)都有著重要的意義。汽輪機(jī)設(shè)備一旦發(fā)生重大損壞事故，就需相當(dāng)長(zhǎng)的檢修時(shí)間才能恢復(fù)發(fā)電。能否避免嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故以及減輕設(shè)備損壞的嚴(yán)重程度，則和設(shè)備檢修技術(shù)、運(yùn)行技術(shù)以及運(yùn)行人員對(duì)事故判斷和處理方法正確與否有直接的關(guān)系。本文著重探討一下汽輪機(jī)的常見(jiàn)故障及維護(hù)技術(shù)。

1.汽輪機(jī)的常見(jiàn)故障及維護(hù)技術(shù)

1.1真空下降

汽輪機(jī)運(yùn)行中，凝汽器真空下降，將導(dǎo)致排汽壓力升高，同時(shí)機(jī)組出力降低；排汽缸及軸承座受熱膨脹，軸承負(fù)荷分配發(fā)生變化，機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)；凝汽器銅管受熱膨脹產(chǎn)生松弛、變形，甚至斷裂；若保持負(fù)荷不變，將使軸向推力增大以及葉片過(guò)負(fù)荷，排汽的容積流量減少，末級(jí)要產(chǎn)生脫流及旋流；同時(shí)還會(huì)在葉片的某一部位產(chǎn)生較大的激振力，有可能損傷葉片。

維護(hù)技術(shù)：若循環(huán)泵電機(jī)電流和水泵出口壓力到零，即可確認(rèn)為循環(huán)泵跳閘，此時(shí)應(yīng)立即啟動(dòng)備用循環(huán)泵。若強(qiáng)合跳閘泵，應(yīng)檢查泵是否倒轉(zhuǎn)；若倒轉(zhuǎn)，嚴(yán)禁強(qiáng)合，以免電機(jī)過(guò)載和斷軸。如無(wú)備用泵，則應(yīng)迅速將負(fù)荷降到零，打閘停機(jī)。循環(huán)水泵出口壓力、電機(jī)電流擺動(dòng)，通常是循環(huán)水泵吸入口水位過(guò)低、網(wǎng)濾堵塞等所致，此時(shí)應(yīng)盡快采取措施，提高水位或清降雜物。如果循環(huán)水泵出口壓力、電機(jī)電流大幅度降低，則可能是循環(huán)水泵本身故障引起。如果循環(huán)泵在運(yùn)行中出口誤關(guān)，或備用泵出口門(mén)誤門(mén)，造成循環(huán)水倒流，也會(huì)造成真空急劇下降。軸封供汽中斷如果軸封供汽壓力到零或出現(xiàn)微負(fù)壓，說(shuō)明軸封供汽中斷，其原因可能是軸封壓力調(diào)整節(jié)器失靈，調(diào)節(jié)閥閥芯脫落或汽封系統(tǒng)進(jìn)水。此時(shí)應(yīng)開(kāi)啟軸封調(diào)節(jié)器的旁路閥門(mén)，檢查除氧器是否滿水（軸封供汽來(lái)自除氧器時(shí)）。如果滿水，迅速降低其水位，倒換軸封的備用汽源。

1.2汽輪機(jī)超速

汽輪發(fā)電機(jī)組是在高速下工作的精密配合的機(jī)械設(shè)備，汽輪機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，具有強(qiáng)大的動(dòng)力矩，在運(yùn)行中調(diào)節(jié)系統(tǒng)一旦失靈。就可能使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速急劇升高，轉(zhuǎn)子零件的應(yīng)力將達(dá)到不允許的數(shù)值，可能使葉片甩脫、軸承損壞、轉(zhuǎn)子斷裂，甚至整個(gè)機(jī)組報(bào)廢。因此，汽輪機(jī)超速是對(duì)人身安全和設(shè)備危害極大的惡性事故。

維護(hù)技術(shù)：調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)定期試驗(yàn)是檢查調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)是否處于良好狀態(tài)，在異常情況下是否能迅速準(zhǔn)確動(dòng)作，防止機(jī)組嚴(yán)重超速的主要手段之一。新安裝機(jī)組或大修后，或危急保安器解體或調(diào)整后、或停機(jī)一個(gè)月后再交啟動(dòng)時(shí)、或機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)前，應(yīng)提升轉(zhuǎn)速進(jìn)行危急保安器動(dòng)作試驗(yàn)。提升轉(zhuǎn)速試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)滿足制造廠對(duì)轉(zhuǎn)子溫度的要求。機(jī)組每運(yùn)行2000h后應(yīng)進(jìn)行危急保安器充油試驗(yàn)。部分200MW機(jī)組在高壓缸脹差超過(guò)+3mm時(shí)進(jìn)行危急保安器充油試驗(yàn)，可能出現(xiàn)危急保安器杠桿脫不開(kāi)，而造成機(jī)組跳閘。每天進(jìn)行一次自動(dòng)主汽門(mén)活動(dòng)試驗(yàn)。帶固定負(fù)荷的機(jī)組，每天或至少每周進(jìn)行一次負(fù)荷較大范圍的變動(dòng)，以活動(dòng)調(diào)速汽門(mén)。裝有中壓調(diào)整汽門(mén)定期活動(dòng)裝置的機(jī)組，每天或至少每周進(jìn)行一次中壓調(diào)速汽門(mén)活動(dòng)試驗(yàn)。每月進(jìn)行一次抽汽止回閥關(guān)閉試驗(yàn)，當(dāng)某一抽汽止回閥存在缺陷時(shí)，禁止汽輪機(jī)使用該段抽汽運(yùn)行。

1.3汽輪機(jī)水沖擊

水或冷蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，可能造成設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。水沖擊將造成葉片的損傷、動(dòng)靜部分碰磨、汽缸裂紋或產(chǎn)生永久變形，推力軸承損壞等。對(duì)此，設(shè)計(jì)和運(yùn)行部門(mén)必須高度重視。關(guān)于汽輪機(jī)進(jìn)水事故，應(yīng)以預(yù)防為主，若運(yùn)行中一旦發(fā)生，必須采取迅速果斷的措施進(jìn)行處理。

維護(hù)技術(shù)：當(dāng)主蒸汽溫度和壓力不穩(wěn)定時(shí)，要特別注意監(jiān)視，一旦汽溫急劇下降到規(guī)定值，通常為直線下降50℃時(shí)，應(yīng)按緊急停機(jī)處理。注意監(jiān)視汽缸的金屬溫度變化和加熱器、凝汽器水位，即使停機(jī)后也不能忽視。如果發(fā)覺(jué)有進(jìn)水危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)立即查明原因，迅速切斷可能進(jìn)水的水源。熱態(tài)啟動(dòng)前，主蒸汽和再熱蒸汽要充分暖管、保證疏水暢通。當(dāng)高壓加熱器保護(hù)裝置發(fā)生故障時(shí)，加熱器不以投入運(yùn)行。運(yùn)行中定期檢查加熱器水位調(diào)節(jié)裝置及高水位報(bào)警裝置，應(yīng)保證經(jīng)常處于良好狀態(tài)。加熱器管束破裂時(shí)，應(yīng)迅速關(guān)閉抽汽管上相應(yīng)的進(jìn)汽門(mén)及止回閥。在鍋爐熄火后蒸汽參數(shù)得不到保證的情況下，不應(yīng)向汽輪機(jī)供汽。對(duì)除氧器水位加強(qiáng)監(jiān)督，杜絕事故發(fā)生?；瑓?shù)停機(jī)時(shí)，汽溫、汽壓按著規(guī)定的變化率逐漸降低，保持必要的過(guò)熱度。定期檢查再熱蒸汽和I、Ⅱ級(jí)旁路的減溫水閥的嚴(yán)密性，如發(fā)現(xiàn)泄漏應(yīng)及時(shí)檢修處理。只要汽輪機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，各種保護(hù)就必須投入，不準(zhǔn)退出。運(yùn)行人員應(yīng)該明確，汽輪機(jī)在低轉(zhuǎn)速下進(jìn)水，對(duì)設(shè)備的威脅更大，此時(shí)尤其要注意監(jiān)督汽輪機(jī)進(jìn)水的可以能性。

1.4通流部分

動(dòng)靜磨損中間再熱式汽輪機(jī)，參數(shù)高、容量大、汽缸數(shù)目多，又有內(nèi)外缸之分，因此汽缸和轉(zhuǎn)子的膨脹關(guān)系比較復(fù)雜。汽輪機(jī)通流部分的磨損，一般發(fā)生在機(jī)組啟、停和工況變化時(shí)，產(chǎn)生磨損的主要原因是：汽缸與轉(zhuǎn)子不均勻加熱和冷卻；啟動(dòng)與運(yùn)行方式不合理；保溫質(zhì)量不良及法蘭螺栓加熱裝置使用不當(dāng)?shù)取?dòng)靜部分在軸向和徑向磨損的原因，往往很難絕對(duì)分開(kāi)，但仍然有所區(qū)別。在軸向方面，沿通流方向各級(jí)的汽缸與轉(zhuǎn)子的溫差并非一致，因而熱膨脹也不同。在啟動(dòng)、停機(jī)和變工況運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子與汽缸膨脹差超過(guò)極限數(shù)值，使軸向間隙消失，便造成動(dòng)靜部分磨損，在消失的時(shí)候，便產(chǎn)生汽封與轉(zhuǎn)子摩擦，同時(shí)又不可避免地使轉(zhuǎn)子彎曲，從而產(chǎn)生惡性循環(huán)。

維護(hù)技術(shù)：認(rèn)真分析轉(zhuǎn)子和汽缸的膨脹關(guān)系。在啟動(dòng)、停機(jī)和變工況下，加強(qiáng)對(duì)脹差的監(jiān)視。在正常運(yùn)行中，由于某種原因造成鍋爐熄火，應(yīng)根據(jù)蒸汽參數(shù)下降情況和脹差的變化，將機(jī)組負(fù)荷減到零。合理調(diào)整通流部分間隙。防止上下缸溫差過(guò)大和轉(zhuǎn)子熱彎曲，以防振動(dòng)過(guò)大等。正確使用汽封供汽、防止汽封套變形。調(diào)整節(jié)級(jí)導(dǎo)流環(huán)必須牢固可靠，保證掛耳的焊接質(zhì)量。

2.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，汽輪機(jī)故障是國(guó)內(nèi)電廠普遍存在問(wèn)題，不僅給電廠造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，也影響了機(jī)組的安全運(yùn)行。因此，我們應(yīng)積極加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)常見(jiàn)故障的監(jiān)測(cè)工作，將汽輪機(jī)故障控制在規(guī)定范圍內(nèi)，保證機(jī)組更加安全可靠地運(yùn)行。

【參考文獻(xiàn)】

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