試論電廠汽輪機運行中的故障及其處理對策

張寶東

摘 要：汽輪機是電廠運行主體設(shè)備之一，汽輪機在使用中操作不當(dāng)?shù)纫蛩鼐鶗?dǎo)致不同程度的故障。文章將電廠汽輪機運行中的常見故障類型進行了闡述，其中包括汽輪機異常振動、凝汽器真空偏低以及油系統(tǒng)故障等。針對不同的故障要能分析其特點，并采取必要的解決對策，確保電廠的穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：電廠；汽輪機；故障診斷；處理對策

中圖分類號：TM621 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）12-0112-01

汽輪機運行故障將造成電廠主體設(shè)備停機，影響工作效率，帶來經(jīng)濟損失。因此研究其故障特點并給與解決措施十分必要。試驗證明，負(fù)載阻礙造成的啟動失穩(wěn)是汽輪機故障的主要原因。要求維修人員對汽輪機進行合理的分析，經(jīng)常進行檢查，以降低故障產(chǎn)生的幾率，確保熱電系統(tǒng)穩(wěn)步運行。

1 電廠汽輪機故障診斷技術(shù)綜述

對電廠汽輪機的故障診斷具有多種方法。其中包括邏輯診斷、專家分析、對比分析以及人工審計網(wǎng)絡(luò)識別等?；陔姀S汽輪機故障的特點，振動法是汽輪機故障的主要診斷方法，通過汽輪機的異常振動狀態(tài)來確定故障產(chǎn)生時間、位置，并采取必要的解決措施。電廠汽輪機檢測還包括無損檢測技術(shù)、油分析技術(shù)和熱力學(xué)分析技術(shù)等?；诖硕鴺?gòu)建的故障診斷系統(tǒng)主要依靠故障特點的分析來實施自動化的診斷，目前主要設(shè)備為便攜式檢測儀表。

這種儀表的主要作用在于對啟動狀態(tài)下的汽輪機油膜等零件參數(shù)進行檢測，通過與正常運行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)對比得到故障的位置。隨著科技的發(fā)展，以計算機為基礎(chǔ)的檢測設(shè)備開始應(yīng)用于電廠汽輪機故障檢測。其中以在線監(jiān)測儀表系統(tǒng)和計算機智能檢測系統(tǒng)為代表。

在線監(jiān)測儀表系統(tǒng)是目前較為發(fā)達的檢測系統(tǒng)之一，在大型工業(yè)設(shè)備的檢測中具有積極的作用。其主要針對的是專家檢測系統(tǒng)，是在檢測目的明確的前提下采取的一種檢測方法。而智能檢測系統(tǒng)的生產(chǎn)和使用尚處于初級階段，智能設(shè)備致力于實現(xiàn)對全部型號的設(shè)備故障進行分析，滿足以便攜式檢測儀表無法滿足大型系統(tǒng)故障診斷的需求，其應(yīng)用能夠提高檢測效率。

2 電廠汽輪機運行中常見故障的診斷與處理

2.1 汽輪機異常振動的診斷和處理

2.1.1 油膜振蕩的診斷和處理

汽輪機的發(fā)電轉(zhuǎn)子通電后高速運行，這一過程將造成油膜無法承受壓力而導(dǎo)致振蕩。高速旋轉(zhuǎn)破壞了其穩(wěn)定性，一旦出現(xiàn)這一故障，汽輪的振動速度會進一步加快，最終帶動轉(zhuǎn)軸劇烈跳動。其主要原因是汽輪機與油膜之間存在較大的摩擦力，因此處理油膜振蕩的主要辦法就是使用規(guī)范的潤滑劑來降低二者之間的摩擦力。潤滑劑要具有一定的黏度，是為了防止油膜承受過大的承載力。另外，還可通過減小軸頸與軸瓦之間的接觸角、增加軸瓦軸承合金的寬度和減小軸瓦的頂部間隙等方法來降低油膜振蕩的幅度。

2.1.2 摩擦振動的診斷和處理

汽輪機經(jīng)過長時間的運行后，除了油膜產(chǎn)生振蕩外，機體的主軸承、葉輪以及其他相關(guān)部件均會發(fā)生一定程度的振動，影響其穩(wěn)定性。其中，汽輪機轉(zhuǎn)子的振動會對其質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，其振動的幅值及頻率將出現(xiàn)波動特性，甚至由于長時間的摩擦力增大而出現(xiàn)渦動現(xiàn)象。轉(zhuǎn)子處于汽輪機的特殊部位，需要承受高溫、高壓等特殊環(huán)境，有時還會受到一定的腐蝕。因此產(chǎn)生振動在所難免。轉(zhuǎn)子的應(yīng)用頻率高，更換相對方便，因此要在經(jīng)常檢驗和維護的前提下確保其質(zhì)量，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題要及時進行更換，以免一個零件影響了機組的整體運行。

2.1.3 轉(zhuǎn)子熱彎曲的診斷和處理

轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)換作用還使其容易發(fā)生熱彎曲，在高溫條件下轉(zhuǎn)子產(chǎn)生變形而影響了其工作效率，變形不同于破壞，雖然效率下降但不易被發(fā)現(xiàn)。要求維修人員進行經(jīng)常性的檢測。在電廠運行過程中，轉(zhuǎn)子熱彎曲在汽輪機組冷態(tài)起動定速之后的帶負(fù)荷運行階段常有發(fā)生。這是由于該階段轉(zhuǎn)子幾乎處于溫度最高狀態(tài)，也承受著來自葉片和軸的巨大壓力。從根本上解決這一問題，這個階段轉(zhuǎn)子在高溫環(huán)境中高速運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子的主軸、葉輪和葉片承受著巨大的應(yīng)力，因此解決這一問題要從設(shè)計過程中采用抗腐蝕、抗壓力的轉(zhuǎn)子材料，控制安全隱患。

2.2 凝汽器真空偏低的診斷和處理

汽輪機凝汽器的故障主要來自于凝汽器的真空度不足。在電廠設(shè)備運行中，高溫度影響了凝汽器的真空度，最終造成其排氣壓力不夠而影響了其熱效率。凝汽器的設(shè)計也影響了其冷卻過程，冷卻面積與其受熱面積之間具有直接的關(guān)系。阻力也是造成凝汽器真空偏低的主要因素，長期運行的凝汽器不經(jīng)過檢查會存有大量的油垢，造成阻力過大，而影響其真空度。一般利用機組調(diào)停后對凝汽管進行高壓沖洗。平時為了防止結(jié)垢，還應(yīng)在循環(huán)水中加阻垢劑和殺菌劑。

2.3 油系統(tǒng)故障的診斷和處理

汽輪機的故障主要來自于其運行環(huán)境?；痣姀S發(fā)電是一個復(fù)雜的過程，汽輪機長期運行于高溫、高壓環(huán)境中，易造成系統(tǒng)故障。雜質(zhì)主要影響潤滑效果，從而造成軸瓦和軸頸的磨損增加，軸頸的表面粗糙度增大，使汽輪機反應(yīng)遲緩，最終造成系統(tǒng)故障。對于汽輪機軸瓦和軸頸的這類磨損采用堆焊結(jié)合拋光打磨的處理方式。這一過程并非來自于企業(yè)維修，而是在設(shè)計中就對設(shè)備進行該處理，以增加軸頸和軸瓦的抗摩擦能力。而控制雜質(zhì)則是使用人員的主要任務(wù)，需要電廠工作人員對容易產(chǎn)生雜質(zhì)的部位進行定時的停機清潔。如在檢修過程中對其軸瓦進行清潔，確保其無油、無雜質(zhì)。維護人員要具有一定的經(jīng)驗，快速進行維護清潔，再準(zhǔn)確安裝。在對軸承箱進行時，要采用系統(tǒng)清潔、存油、徹底清潔軸承箱的順序進行。這一過程要適量使用清潔劑，確保清潔徹底。在油系統(tǒng)故障診斷過程中，由于其主要問題就是雜質(zhì)造成的運行失穩(wěn)。因此，操作人員要時刻保持冷油箱以及油箱的清潔，對其進行日常維護，按時更換出現(xiàn)穿孔和破損的油箱濾網(wǎng)。對系統(tǒng)進行日常維護，注重其管道清潔。最后對汽輪機油系統(tǒng)雜質(zhì)清理完畢后，要采用整體油循環(huán)的方式對其進行整體上的清潔，是保證汽輪機油系統(tǒng)穩(wěn)定的最根本策略。循環(huán)油量還要大于正常油量，同時加裝濾網(wǎng)以完成對汽輪機組的儲油系統(tǒng)與輸油系統(tǒng)的清潔，按時更換濾網(wǎng)。

總之，油系統(tǒng)故障處理十分重要，這一故障常導(dǎo)致汽輪機機組被迫停機、汽輪油泵出口逆止閥關(guān)閉不嚴(yán)，或者機組不能維持空負(fù)荷運行或者大量的漏油現(xiàn)象，需要及時進行處理。因此，需要對油系統(tǒng)故障進行完整的分析，采取及時、正確的解決策略，確保汽輪機和整個發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3 結(jié) 語

汽輪機組在整個火電廠設(shè)備中占據(jù)主要地位，汽輪機的穩(wěn)定性決定了機組的運行效率和運行安全。因此，發(fā)現(xiàn)汽輪機的故障，并采取必要的解決手段十分具有必要性。汽輪機常見故障均發(fā)生在其主體零件中，如轉(zhuǎn)子、油膜等部位。其主要原因是汽輪機長期處于高溫、高壓等環(huán)境中。需要使用者經(jīng)常對其進行檢查，對存在故障隱患的零件要提早進行更換，以免帶來更大的經(jīng)濟損失。

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