汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)研究

楊濤 雷曉恒 陳玉乾（中國石油天然氣股份有限公司玉門油田分公司煉油化工總廠，甘肅 玉門 735200）

汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)研究

楊濤 雷曉恒 陳玉乾（中國石油天然氣股份有限公司玉門油田分公司煉油化工總廠，甘肅 玉門 735200）

電力設(shè)備的運(yùn)行離不開汽輪發(fā)電機(jī)組，而發(fā)電機(jī)組由于其本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及運(yùn)行環(huán)境的特殊性，導(dǎo)致其發(fā)生故障的頻率較高。因此研究汽輪機(jī)故障診斷具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，本文主要是對當(dāng)前我國汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)進(jìn)行分析，以及對當(dāng)前診斷時(shí)所面臨的問題進(jìn)行探討。

汽輪機(jī)；故障診斷；技術(shù)分析

汽輪機(jī)組是電力設(shè)備中不可缺少的部分，其工作環(huán)境具有一定的特殊性，且其各個(gè)組成部分往往都是處于高負(fù)荷工作狀態(tài)，因此汽輪機(jī)組的故障發(fā)生頻率相當(dāng)之高。而由于其重要性，一旦發(fā)生故障，輕則影響日常生產(chǎn)的進(jìn)行，重則造成不可估量的損失，因此對于汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)進(jìn)行深入的研究是當(dāng)前不可避免的一大課題。

1 汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)及方法概述

汽輪機(jī)的主要作用是將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，從而使發(fā)動機(jī)能夠發(fā)電。我國目前使用的汽輪機(jī)組大多為300MW 和600MW級倆種,在我國的各大電網(wǎng)中使用較多的是600MW級。汽輪機(jī)組的工作環(huán)境往往比較惡劣，一般處于高溫、高壓、大力矩的工作狀態(tài)，因此汽輪機(jī)組發(fā)生故障的幾率很高，且由于其重要性，一旦發(fā)生故障，正常的電力生產(chǎn)必然無法進(jìn)行。汽輪機(jī)組的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，一旦發(fā)生故障時(shí)維修所花費(fèi)的時(shí)間和成本往往比較高，因此如何對其故障進(jìn)行診斷一直是我們所關(guān)注的一個(gè)問題。目前我國的診斷技術(shù)主要分為靜態(tài)診斷和動態(tài)診斷倆種。

1.1 靜態(tài)診斷

靜態(tài)診斷主要是指汽輪機(jī)在不工作或者解體的狀態(tài)下，由專業(yè)人員利用相關(guān)的技術(shù)分析方法對各個(gè)部件進(jìn)行檢查，對于可能發(fā)生故障的部件進(jìn)行提前的檢測與判斷，對于有問題的部件進(jìn)行及時(shí)的處理，以避免在工作時(shí)發(fā)生故障。靜態(tài)診斷技術(shù)主要分為無損探傷和參數(shù)測量倆類。無損探傷主要指的是利用一些射線和聲波等來檢測汽輪機(jī)組內(nèi)部的零件是否存在裂縫等現(xiàn)象。參數(shù)測量主要是指利用千分尺、游標(biāo)卡尺等精確度較高的測量儀器，對于汽輪機(jī)組內(nèi)部的零件進(jìn)行測量，主要檢測的是汽輪機(jī)組內(nèi)部的彎曲度和變形，通過測量所得的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，得出其磨損程度，為故障的診斷提供判斷的依據(jù)。

靜態(tài)診斷時(shí)汽輪機(jī)故障診斷中的重要部分，通過靜態(tài)診斷一般可以發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)組中存在的比較明顯的故障，可以對其進(jìn)行提前的處理，避免工作時(shí)發(fā)生故障。而且在工作時(shí)發(fā)生故障以后在進(jìn)行修復(fù)時(shí)同樣需要進(jìn)行靜態(tài)的診斷。

1.2 動態(tài)診斷

顧名思義動態(tài)診斷是指汽輪機(jī)組在正常運(yùn)行中時(shí)對于故障的診斷，主要是對汽輪機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析判斷，提前預(yù)測汽輪機(jī)組潛在的故障以及其發(fā)生故障的原因。動態(tài)診斷與靜態(tài)診斷相比，更注重的是防患于未然，所以在我國目前技術(shù)診斷中受到越來越多的重視。在正常的工作中，主要由技術(shù)人員分析氣缸的金屬溫度值、軸承烏金溫度等參數(shù)進(jìn)行故障的診斷，如果參數(shù)出現(xiàn)異常，即可判斷故障發(fā)生的原因。動態(tài)診斷技術(shù)往往需要借助于相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)或靜態(tài)數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析診斷，一避免在工作時(shí)發(fā)生問題。例如在實(shí)際工作中，汽輪機(jī)組經(jīng)常發(fā)生的一種故障是軸系異常震動，這這故障發(fā)生的原因是由于發(fā)電機(jī)組熱態(tài)與冷態(tài)的軸系中心具有較大溫差引起的，如果技術(shù)人員在機(jī)組冷態(tài)找中心時(shí)認(rèn)識到這個(gè)問題，就能夠作出針對性的處理，避免工作時(shí)發(fā)生這一故障。

2 汽輪機(jī)故障診斷實(shí)例分析

動態(tài)診斷能夠在汽輪機(jī)組正常運(yùn)行中進(jìn)行及時(shí)的檢測，發(fā)現(xiàn)其中可能存在的問題和隱患，對于隱患進(jìn)行及時(shí)的處理，以保證電力設(shè)備的正常運(yùn)行，因此動態(tài)診斷是汽輪機(jī)故障診斷中的重要組成部分，對于汽輪機(jī)組的診斷具有不可或缺的作用。動態(tài)診斷在實(shí)際診斷中具有十分重要的意義，比如汽輪機(jī)故障中常見的軸震動振動異常及上下缸溫差等。

2.1 軸震動振動異常

在汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行中，能夠使汽輪機(jī)振動異常的因素比較多，通常來說，當(dāng)進(jìn)行動態(tài)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)振動頻率出現(xiàn)異常，一般可以初步判定是由于出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的摩擦振動。按照振動部位的不同，汽輪機(jī)軸承振動一般可以分為高壓、中壓、低壓以及發(fā)電機(jī)軸承振動異常這三種類型。當(dāng)汽輪機(jī)的動靜部分發(fā)生位移以后，引起汽輪機(jī)組異常振動的原因往往是由于摩擦振動，如果凝汽器真空對汽輪機(jī)組中的低壓缸的軸承座產(chǎn)生影響發(fā)生位移，將會導(dǎo)致軸承的異常振動。

2.2 上下缸溫差

所謂的上下缸溫差，其實(shí)只要指的是氣缸金屬溫度中的上下缸溫度的差值，通常來說，對于高壓內(nèi)缸其上下缸溫度的差值應(yīng)該維持在35℃以內(nèi)，對于高壓外缸和中壓內(nèi)缸來說其上下缸的溫度差值應(yīng)維持在50℃以內(nèi)。如果上下缸溫度的差值不能達(dá)到上述的標(biāo)準(zhǔn)，那么往往就會引起氣缸產(chǎn)生較大的變形，會使高壓轉(zhuǎn)子發(fā)生比較嚴(yán)重的彎曲，進(jìn)而引起異常的摩擦振動。

3 結(jié)論

雖然我國目前經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)正在進(jìn)行轉(zhuǎn)型，但在能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變過程中燃煤火力發(fā)電依然占據(jù)著相當(dāng)大的地位。汽輪機(jī)組是發(fā)電廠的核心動機(jī)，它的正常運(yùn)行是進(jìn)行燃煤發(fā)電最有力的保障。因此我們應(yīng)該對汽輪機(jī)組的診斷技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究，保證正常機(jī)組的運(yùn)行，為我國的發(fā)電事業(yè)保駕護(hù)航。

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楊 濤（1989-）男，漢族，陜西西安人，助理工程師，主要從事煉油設(shè)備管理工作。