汽輪機(jī)常見故障處理淺析

摘 要：在火力發(fā)電廠中，汽輪機(jī)是其最重要的機(jī)組部件之一，其是否安全穩(wěn)定，直接關(guān)系到了電廠能否正常工作，因此，對汽輪機(jī)的維護(hù)也成為了電廠日常管理的重要項目。對機(jī)組人員來說，將強(qiáng)對汽輪機(jī)常見故障的認(rèn)識，總結(jié)故障排除技巧，是作為機(jī)組人員必備的素質(zhì)。本文介紹了汽輪機(jī)的一些常見故障，并提出了相應(yīng)的解決對策，以供參考。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；振動；調(diào)速系統(tǒng)

中圖分類號：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（c）-0000-00

汽輪機(jī)是火力發(fā)電廠的重要設(shè)備之一，汽輪機(jī)的可靠性能直接關(guān)系到發(fā)電廠能否正常工作，鑒于汽輪機(jī)自身機(jī)構(gòu)復(fù)雜性以及工作環(huán)境的特殊性等特點(diǎn)，對汽輪機(jī)的日常維護(hù)成為了發(fā)電廠日常管理中的重要環(huán)節(jié)，因此，探討一些汽輪機(jī)的常見故障，分析故障原因，并進(jìn)行正確的處理，成為了發(fā)電廠日常管理的重中之重。文中就汽輪機(jī)常見故障的分析與排除進(jìn)行了簡要的論述。

一、汽輪機(jī)組常見異常振動的分析與排除

引起汽輪機(jī)組異常振動的主要原因有以下幾個方面，汽流激振、轉(zhuǎn)子熱變形、摩擦振動等。針對著三個主要方面以下進(jìn)行了詳細(xì)的論述。

1、汽流激振現(xiàn)象與故障排除

汽流激振有兩個主要特征：一是應(yīng)該出現(xiàn)較大量值的低頻分量；二是振動的增大受運(yùn)行參數(shù)的影響明顯，如負(fù)荷，且增大應(yīng)該呈突發(fā)性。其原因主要是由于葉片受不均衡的氣體來流沖擊就會發(fā)生汽流激振；對于大型機(jī)組，由于末級較長，氣體在葉片膨脹末端產(chǎn)生流道紊亂也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象；軸封也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象。針對汽輪機(jī)組汽流激振的特征，其故障分析要通過長時間（一年以上）記錄每次機(jī)組振動的數(shù)據(jù)，連同機(jī)組滿負(fù)荷時的數(shù)據(jù)記錄，做出成組曲線，觀察曲線的變化趨勢和范圍。通過改變升降負(fù)荷速率，從5T/h到50/h的給水量逐一變化的過程，觀察曲線變化情況。通過改變汽輪機(jī)不同負(fù)荷時高壓調(diào)速汽門重調(diào)特性，消除氣流激振。簡單的說就是確定機(jī)組產(chǎn)生汽流激振的工作狀態(tài)，采用減低負(fù)荷變化率和避開產(chǎn)生汽流激振的負(fù)荷范圍的方式來避免汽流激振的產(chǎn)生。

2、轉(zhuǎn)子熱變形導(dǎo)致的機(jī)組異常振動特征、原因及排除

轉(zhuǎn)子熱變形引發(fā)的振動特征是一倍頻振幅的增加與轉(zhuǎn)子溫度和蒸汽參數(shù)有密切關(guān)系，大都發(fā)生在機(jī)組冷態(tài)啟機(jī)定速后帶負(fù)荷階段，此時轉(zhuǎn)子溫度逐漸升高，材質(zhì)內(nèi)應(yīng)力釋放引起轉(zhuǎn)子熱變形，一倍頻振動增大，同時可能伴隨相位變化。由于引起了轉(zhuǎn)子彎曲變形而導(dǎo)致機(jī)組異常振動。轉(zhuǎn)子永久性彎曲和臨時性彎曲是兩種不同的故障，但其故障機(jī)理相同，都與轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心類似，因而都會產(chǎn)生與質(zhì)量偏心類似的旋轉(zhuǎn)矢量激振力。

3、摩擦振動的特征、原因與排除

摩擦振動的特征：一是由于轉(zhuǎn)子熱彎曲將產(chǎn)生新的不平衡力，因此振動信號的主頻仍為工頻，但是由于受到?jīng)_擊和一些非線性因數(shù)的影響，可能會出現(xiàn)少量分頻、倍頻和高頻分量，有時波形存在“削頂”現(xiàn)象。二是發(fā)生摩擦?xí)ra//BCx6bVkyE9YZdh52jWLSE5Pat5FdP6ePeQuNNSck=，振動的幅值和相位都具有波動特性，波動持續(xù)時間可能比較長。摩擦嚴(yán)重時，幅值和相位不再波動，振幅會急劇增大。三是降速過臨界時的振動一般較正常升速時大，停機(jī)后轉(zhuǎn)子靜止時，測量大軸的晃度比原始值明顯增加。摩擦振動的機(jī)理：對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子來講，摩擦可以產(chǎn)生抖動、渦動等現(xiàn)象，但實際有影響的主要是轉(zhuǎn)子熱彎曲。動靜摩擦?xí)r圓周上各點(diǎn)的摩擦程度是不同的，由于重摩擦側(cè)溫度高于輕摩擦側(cè)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子徑向截面上溫度不均勻，局部加熱造成轉(zhuǎn)子熱彎曲，產(chǎn)生一個新的不平衡力作用到轉(zhuǎn)子上引起振動。

二、汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)擺動故障與處理技巧

汽輪機(jī)主調(diào)門二次油壓有時候容易出現(xiàn)波動現(xiàn)象，這種現(xiàn)象往往會對機(jī)組的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅，汽輪機(jī)主調(diào)門結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對其檢測次序為：

1、控制儀表裝置檢測：確認(rèn)DCS 輸出信號是否正常，查看測速儀器是否損壞，方法是將控制器A 側(cè)運(yùn)行、B 側(cè)備用換過來，變成B 側(cè)運(yùn)行、A 側(cè)備用，如果故障解除則可，如果故障不解除，繼續(xù)下一步；

2、檢測電液轉(zhuǎn)換器：電液轉(zhuǎn)換器是二次油壓的輸出部分，它的也液壓部分與電磁部分不協(xié)調(diào)也會導(dǎo)致二次油壓波動現(xiàn)象，電液轉(zhuǎn)換器出廠時都會設(shè)定起止電壓和油壓，在運(yùn)行過程中，起止電壓和油壓會按著廠家設(shè)定的曲線走，如果不是，那就要更換電液轉(zhuǎn)換器，才看看波動現(xiàn)象是否消除，如果沒有就要繼續(xù)檢測。

三、火力發(fā)電廠汽輪機(jī)常見故障處理總結(jié)

（一）提高設(shè)備管理人員的專業(yè)素養(yǎng)

火力發(fā)電廠汽輪機(jī)故障不可避免，因此，首要就就是提高設(shè)備管理人員的專業(yè)素養(yǎng)，一方面，提高管理人員的安全意識，確保按照正確的方法操作設(shè)備，按時對設(shè)備進(jìn)行進(jìn)行維護(hù)，按標(biāo)準(zhǔn)的程序?qū)υO(shè)備故障進(jìn)行維修，另一方面，也要加強(qiáng)對設(shè)備管理人員專業(yè)技能的培訓(xùn)，提高他們的設(shè)備故障識別與維護(hù)能力，力求做到讓管理人員能夠在最少的檢驗環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)故障，并準(zhǔn)確的采取措施。

（二）嚴(yán)把設(shè)備質(zhì)量關(guān)確保設(shè)備安全運(yùn)行

良好的設(shè)備質(zhì)量是安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)，沒有質(zhì)里的保證無法談及安全運(yùn)行，因此，一方面需要設(shè)備制造廠在加強(qiáng)內(nèi)部治理的前提下，不斷提高生產(chǎn)工藝水平，嚴(yán)把設(shè)備質(zhì)量關(guān)，杜絕不合格的產(chǎn)品投入生產(chǎn)運(yùn)行；另一方面，用戶也應(yīng)在設(shè)備制造期間派人到廠監(jiān)造，確保質(zhì)量符合要求。好的質(zhì)量才能是減少事故發(fā)生的根本所在。

（三）提高工藝水平保證設(shè)備安裝質(zhì)量

精良的安裝工藝確保這本健康、穩(wěn)定、安全運(yùn)行的根本保障。設(shè)備安裝前必須在現(xiàn)場解體檢查并清理，如果設(shè)備中有油管等管道零件要用化學(xué)劑進(jìn)行清洗。設(shè)備安裝過程中不僅要注重環(huán)境因素的影響，更要注重設(shè)備安裝的工藝水平。必須按照設(shè)備的安裝說明，一步一步完成安裝，安裝完成后，還要進(jìn)行試用，合格了才正式投入試用，這樣就可以減少故障發(fā)生率。

總結(jié)

通過以上故障現(xiàn)象可以看出要防止汽輪機(jī)故障的發(fā)生必須從設(shè)備的制造、安裝、運(yùn)行等多方面入手，既要有精良的制造安裝工藝，又要有完善的技術(shù)措施，才能保證設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。并且，一旦故障出現(xiàn)，檢修人員要客觀冷靜，按照程序進(jìn)行逐一的檢測，認(rèn)真分析故障原因，并準(zhǔn)確的采取措施。在日常維修過程中還要善于總結(jié)故障現(xiàn)象和解決技巧。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫燕青，梁坤.汽輪機(jī)異常振動的分析與排除[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010（3）

[2] 尹魯，李明濤.淺談汽輪機(jī)的常見故障及檢修方法[J].工業(yè)技術(shù)，2011（8）

作者簡介：孫鵬飛，男，山東百年電力發(fā)展股份有限公司汽機(jī)分場，工程師。