汽輪機常見故障和檢修分析研究

高意雄

摘要：汽輪機是將蒸汽轉(zhuǎn)換成動力的一種動力機器，目前較常見的汽車輪分為沖動式汽輪機與反動式汽輪機，汽輪機在做功時需要消耗的能力較少，可持續(xù)做工，它被廣泛的應用在制造業(yè)中，雖然汽輪機的功率、型號、驅(qū)動方式具有差異性，但是它的整體結(jié)構(gòu)大同小異。

關(guān)鍵詞：汽輪機;故障;檢修

一、汽輪機功能及工作原理

汽輪機作為旋轉(zhuǎn)式動力機械，在運行過程中，能轉(zhuǎn)換蒸汽能量生成機械功。通常情況下，需要被作為原動機應用于發(fā)電中，同時也可以對壓縮機、風機等泵進行直接驅(qū)動;排汽、中間抽汽等在汽輪機中，能夠為日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)提供供熱服務。轉(zhuǎn)子和靜子是構(gòu)成汽輪機的兩個組成成分，前者屬于轉(zhuǎn)動部分，后者屬于固定部分。緊固件、主軸、葉輪等是轉(zhuǎn)動部分的重要組成部分;隔板、噴嘴室以及軸承等是固定部件的組成部分。汽輪機實際運行過程中，能夠?qū)φ羝麆恿M行充分的應用，同時可以有效轉(zhuǎn)化蒸氣熱能，在生成的機械功中，實現(xiàn)對機械的旋轉(zhuǎn)。正因為汽輪機以上原理和功能，其現(xiàn)階段被廣泛應用于現(xiàn)代火力發(fā)電廠中，而其實際應用過程中，呈現(xiàn)出了較高的效率以及較大的單機功率優(yōu)勢。

二、電廠汽輪機常見故障

（一）汽輪機異常振動

汽輪發(fā)電機組是由許多部件組成，一個或幾個部件工作不正常，都有可能引起機組過大的振動。由于汽輪機是在熱狀態(tài)下運行，工質(zhì)一些參數(shù)的變化（如壓力、溫度）也會引起各部件的變化，引起機組振動。因而振動只是各方面缺陷的集中表現(xiàn)，振動的本身只是一種現(xiàn)象。從振動現(xiàn)象上查找振動的原因，就必須對能引起振動的諸因素有一個比較全面的了解，才好進行分析，查找出引起振動的原因。

I.軸系的不平衡

轉(zhuǎn)子不平衡量的大小與振動的峰值成正比，減少不平衡量可明顯地降低振動峰值，盡可能的提高轉(zhuǎn)子動平衡精度是減小轉(zhuǎn)子振動的有效措施。汽輪發(fā)電機組各單個設(shè)備動平衡都滿足振動要求的情況下，組裝后，軸系的動平衡精度并不一定滿足要求。常常出現(xiàn)各設(shè)備的轉(zhuǎn)子動平衡精度滿足國家標準的要求，但成套后，機組振動出現(xiàn)超標的情況。

z.對中問題

轉(zhuǎn)子中心不正，是汽輪發(fā)電機常見的激振源之一，聯(lián)軸器的張口將使轉(zhuǎn)子彈性傾角發(fā)生變化，而錯位將使轉(zhuǎn)子動態(tài)撓曲值產(chǎn)生變化，引起這種缺陷的原因是聯(lián)軸器兩對輪加工裝配不良或聯(lián)接螺栓孔的配合不良，這將引起轉(zhuǎn)子的附加力，從而引起振動，如果是由于找中心不正引起的，這時會引起各軸承的靜負荷重新分配，如果某一軸承的靜負荷減少時，很可能由于轉(zhuǎn)子在此軸承油膜中的動力不穩(wěn)定而激發(fā)起機組的低頻自激振蕩，即油膜激振蕩，轉(zhuǎn)子中心不正引起的振動也是常見的振動原因，同時還應考慮運行中影響中心不正的各種因素。

3.動靜摩擦

轉(zhuǎn)子和軸封磨擦，從而增大軸封間隙，隔板汽封間隙的增大不僅增加了漏汽損失，降低了效率，同時會造成軸向推力的增大，軸端汽封間隙的增大，增加了軸封的漏汽量，從而使泄漏的蒸汽入軸承室，導致潤滑油中含水變質(zhì)，除嚴重地影響軸瓦的潤滑油膜的建立外，還會使調(diào)整部件產(chǎn)生銹蝕，產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象。

4.軸承特性

理論計算和試驗證明，軸承的動力特性不但與幾何尺寸有關(guān)，而且還與軸承型式、流動狀態(tài)、線性與非線性計算方法有關(guān)。目前一致認為減小軸承寬徑比能提高油膜剛度，增大軸承的偏心率，提高軸承的穩(wěn)定性;當間隙比較小時，增大間隙比可提高軸承的剛度和阻尼，增加軸承的穩(wěn)定性;但當間隙比較大時，反而會降低穩(wěn)定性，使失穩(wěn)轉(zhuǎn)速降低;應用低粘度的潤滑油或提高平均油溫，可以增加軸承的穩(wěn)定性。從軸承型式上，一般認為圓軸承承載能力最強，但穩(wěn)定性最差，橢圓軸承較好，可傾瓦軸承最好。

（二）汽輪機油系統(tǒng)故障

火力發(fā)電廠在進行汽輪機組安裝時，一些雜質(zhì)容易進入到汽輪機油系統(tǒng)，從而導致中軸頸出現(xiàn)劃傷現(xiàn)象，嚴重時還會導致汽輪機組中壓主汽門伺服閥門卡死、伺服機構(gòu)節(jié)流孔堵等故障，對機組的正常運行帶來嚴重的影響。因此需要定期對汽輪機油系統(tǒng)進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)故障并排除，保證汽輪機組安全、穩(wěn)定的運行。

（三）汽輪機調(diào)速系統(tǒng)擺動

在汽輪機運行過程中，汽輪機組高壓調(diào)速汽門運行過程中會經(jīng)常出現(xiàn)擺動現(xiàn)象，從而導致汽輪機軸瓦振動故障發(fā)生，而且出現(xiàn)擺動時，閥門會出現(xiàn)嚴重的振動，從而加重軸瓦損壞的程度，對汽輪機組運行的安全性和穩(wěn)定性帶來較大的影響。

三、發(fā)電廠汽輪機常見問題檢修方式

引起汽輪機振動的原因有很多，從機組的整體運行狀況來分析，引起震動的原因大體相同，即幾乎都是由一個問題引起的。對汽輪機問題的診斷，要從問題的具體表現(xiàn)特征入手。找出問題本身具有的特征，再根據(jù)這些特征表現(xiàn)，分析總結(jié)問題出現(xiàn)的類型?，F(xiàn)對汽輪機診斷方法如下所述：

1.對振動特征的觀察和具體相關(guān)信息的收集。一般的，振動特征分析包含以下內(nèi)容：分析振動趨勢、找出轉(zhuǎn)速和振動之間存的聯(lián)系、振動頻率分析、振動相位和振幅。需要收集的相關(guān)信息包括：汽輪機的檢修狀況、同行機組的運營信息、日常運營狀況的分析記錄、機組機構(gòu)信息等。

2.對振動特征進行觀察和相關(guān)信息收集之后，要對問題的機理進行認真的分析，通過分析研究對故障的頻譜特征、故障發(fā)生趨勢特征和其它與其相關(guān)特征進行提取，為故障的診斷和維修提供參考依據(jù)。

3.明確汽輪機診斷的目的是對多發(fā)故障的排除，因此，盡量的使診斷方法簡單高效。

四、發(fā)電廠汽輪機主要部件的檢修方式

（一）汽缸

汽缸是汽輪機的重要組成部分之一，共分為上下兩個缸體。氣缸的內(nèi)部構(gòu)件主要有靜葉柵、轉(zhuǎn)子、隔板等。內(nèi)部的真空層可以有效的阻止空氣的進入，并以此來提高汽輪機的可靠性和安全性。對氣缸的檢修，應遵循以下步驟：第一，拆除儀表。拆除儀表包括兩方面的工作內(nèi)容：拆掉化裝板支架上的所有連接螺絲，但要保證壓條、支架、螺栓不被破壞的情況下，能夠?qū)⑺械幕b板吊去，同時要有效的保護化裝板上的噴漆。除此之外，還要對化裝板上的裝配序號進行標記，所有拆除零件都要定點擺放，以便更好的裝配。第二，拆卸汽輪機的保溫層。這并不是隨時都可以進行的，需要等到汽缸上缸的溫度降到120毅c之后才能夠進行，同時還要小心操作，避免棉紗、木屑等落入保溫層中引起燃燒。第三，拆除調(diào)速氣門上的所有三腳架螺栓，拿出定位銷，吊走三腳架，之后拆除汽缸前后左右的法蘭螺栓，并要保證操作過程中螺栓不會出現(xiàn)蠕伸、彎曲、亂扣、毛刺等現(xiàn)象。第四，在對導桿進行安裝時，要保證導桿的平滑。為了達到這一目的，可以在導桿上抹上透平油，之后進行對角的安裝。還要及時的檢查汽缸的變形狀態(tài)和汽缸的結(jié)合面，對縱向水平的汽缸水平中分面也要及時的測量。

（二）轉(zhuǎn)子

作為汽輪機的傳動部位，轉(zhuǎn)子在汽輪機的運行中發(fā)揮著重要的作用。對轉(zhuǎn)子的檢修包括：第一，對轉(zhuǎn)子的位置進行標記，并在軸頸的中部放置水平儀，再對下軸向的水平度數(shù)認真的記錄。比較本次記錄和上次記錄的差距區(qū)別，確保測量的軸頸揚度在規(guī)定的范圍內(nèi)。第二，靈活運用千分表對轉(zhuǎn)子運行中晃度進行測量，測量之前要對千分表的準確度進行嚴格的檢查。且測量前需要先觀察測量讀數(shù)，然后將測量后的讀數(shù)與之前記錄的讀數(shù)相比較，觀察兩次讀數(shù)是否一致。第三，測量汽輪機的動靜葉間隙。其測量的部位是在汽缸結(jié)合面的兩邊，測量工具是契型塞尺，測量任務是對靜葉出口和動葉出口間隙的測量。第四，拆除汽輪機聯(lián)軸器螺栓，將轉(zhuǎn)子吊出。需先拆除聯(lián)軸器的外面的罩殼和緊釘?shù)穆菟?，然后拆除放下?lián)軸器端的方頭螺栓，并將汽輪機端和發(fā)電機端的聯(lián)軸器止口脫開。最后一步是對動葉片的清理，對葉片和葉輪的整修和檢查，以及對推力盤和軸頸的檢查。

五、結(jié)語

在發(fā)電廠的運行中，汽輪機占據(jù)著十分重要的地位。為了減少汽輪機故障的發(fā)生頻率，各企業(yè)應做好汽輪機故障的預防及檢修工作，以確保各項生產(chǎn)都可以進入正常的循環(huán)軌道，保持穩(wěn)定安全的運行狀態(tài)。

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