汽輪機(jī)常見(jiàn)的故障分析及對(duì)策

婁岳峰

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱150046）

在中國(guó)，火力發(fā)電仍然是主要的電能來(lái)源，而汽輪機(jī)是火力發(fā)電廠的主要機(jī)械設(shè)備。汽輪機(jī)的運(yùn)行效率會(huì)直接影響火力發(fā)電廠的工作效率，維護(hù)人員對(duì)汽輪機(jī)的日常維護(hù)和故障處理的及時(shí)率對(duì)于電廠的安穩(wěn)運(yùn)行十分重要。汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由轉(zhuǎn)動(dòng)部分和靜止部分兩個(gè)方面組成。轉(zhuǎn)動(dòng)部分主要包括主軸、葉輪、動(dòng)葉片和聯(lián)軸器等；靜止部分主要包括進(jìn)汽部分、汽缸、隔板和靜葉柵、汽封及軸承等。在汽輪機(jī)高強(qiáng)度運(yùn)轉(zhuǎn)中，很容易發(fā)生故障，針對(duì)汽輪機(jī)的常見(jiàn)故障，工作人員必須掌握其原理并給予解決。

1 汽輪機(jī)的常見(jiàn)故障

1.1 振動(dòng)故障。汽輪機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中容易發(fā)生振動(dòng)故障，該故障往往卻是最容易被忽視的問(wèn)題。振動(dòng)發(fā)生的情況很復(fù)雜，也有多種原因引起振動(dòng)，但是在大多數(shù)情況下是由于質(zhì)量不平衡引起的。要想及時(shí)解決振動(dòng)故障，首先應(yīng)找出發(fā)生振動(dòng)的原因，我國(guó)汽輪機(jī)發(fā)生異常振動(dòng)的主要原因有轉(zhuǎn)子軸心失衡，固定螺絲松動(dòng)等情況。低頻次的震動(dòng)是由于軸承的油膜自激，引發(fā)與轉(zhuǎn)子間的間隙，在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生振動(dòng)。除此之外，還要觀察是否是由于機(jī)械零件老化、摩擦嚴(yán)重或是汽輪機(jī)輪子預(yù)熱變形等情況產(chǎn)生的異常振動(dòng)。在這種情況下，維護(hù)人員就需要對(duì)汽輪機(jī)的零部件進(jìn)行維修或更換，這就體現(xiàn)出日常對(duì)汽輪機(jī)的維護(hù)和管理的重要性。

1.2 儀表故障。當(dāng)對(duì)汽輪機(jī)做故障分析時(shí)，一般來(lái)講維護(hù)人員都會(huì)首先觀察儀表，所以應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)儀表進(jìn)行必要的檢查和維修。為了確保及時(shí)修復(fù)汽輪機(jī)儀表的故障，通過(guò)儀表顯示的數(shù)據(jù)排查其他隱患，應(yīng)在日常操作中對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。發(fā)生故障時(shí)必須對(duì)汽輪機(jī)儀表進(jìn)行必要的檢查，在日常維護(hù)中應(yīng)對(duì)儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視，詳細(xì)了解汽輪機(jī)的正常運(yùn)行參數(shù)，發(fā)生故障時(shí)應(yīng)及時(shí)報(bào)告給技術(shù)維修人員，從而排除儀表故障。

1.3 油壓下降/漏油。汽輪機(jī)油系統(tǒng)故障常見(jiàn)的故障之一，當(dāng)發(fā)生漏油或油壓下降時(shí)都會(huì)對(duì)汽輪機(jī)機(jī)體造成損傷，嚴(yán)重影響汽輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。在汽輪機(jī)高強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)中，由于設(shè)備腐蝕、溫度、濕度、振動(dòng)等原因都可能造成汽輪機(jī)油系統(tǒng)的異常，為了對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)及時(shí)維修，在汽輪機(jī)運(yùn)行的時(shí)候應(yīng)經(jīng)常關(guān)注汽輪機(jī)油壓是否異常、是否存在明顯的漏油的現(xiàn)象，如出現(xiàn)以上情況要及時(shí)對(duì)油系統(tǒng)進(jìn)行故障處理，以免引發(fā)更嚴(yán)重的故障發(fā)生。

1.4 氣缸變形。氣缸變形主要是由于氣缸膨脹受熱不均勻或是結(jié)構(gòu)材料厚度和尺寸有關(guān)。與汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)汽缸的保溫情況和受力情況都有著不可分割的關(guān)系，尤其是在啟停兩級(jí)氣缸的死點(diǎn)高度處又出現(xiàn)了一個(gè)下降一個(gè)升高的變化，導(dǎo)致缸內(nèi)溫度明顯變化，從而導(dǎo)致氣缸變形的故障發(fā)生。所以在汽輪機(jī)的運(yùn)行工作中，還需要關(guān)注溫度的控制，尤其是在啟停時(shí)注意低氣缸的狀態(tài)，有效防止氣缸變形，阻止更大損失的發(fā)生。

1.5 葉片故障。渦輪葉片主體的損耗導(dǎo)致葉片故障的根本原因，對(duì)葉片的侵蝕是由于在汽輪機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)是所產(chǎn)生的蒸汽對(duì)葉片造成的侵蝕和磨蝕等。末級(jí)長(zhǎng)葉片是確保蒸汽輪機(jī)高效運(yùn)行的重要組成部件，末級(jí)長(zhǎng)葉片將在高速汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受到蒸汽，振動(dòng)等的沖擊，出現(xiàn)侵蝕，從而影響汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率。但通常對(duì)汽輪機(jī)機(jī)體的日常維護(hù)中，對(duì)于末級(jí)葉片的維護(hù)不夠仔細(xì)，在長(zhǎng)期得不到有效的維護(hù)和持續(xù)受汽輪機(jī)蒸汽和振動(dòng)的侵蝕，葉片會(huì)發(fā)生老化、被腐蝕、松動(dòng)等情況，也可能由于這些自然損耗造成無(wú)法控制汽輪機(jī)氣流的穩(wěn)定，從而產(chǎn)生故障影響汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。

2 汽輪機(jī)故障的對(duì)策

2.1 振動(dòng)故障解決對(duì)策。為解決汽輪機(jī)振動(dòng)故障，維護(hù)人員首先要了解汽輪機(jī)產(chǎn)生異常振動(dòng)故障的原因。在日常的維護(hù)管理工作中就要積極的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，把同一類問(wèn)題匯總，避免重復(fù)同一問(wèn)題故障的發(fā)生。在解決振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，通過(guò)合理地調(diào)整軸心，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡測(cè)試，調(diào)整軸承的負(fù)荷重量。同時(shí)汽輪機(jī)作業(yè)人員在啟停期間要絕對(duì)控制氣缸的溫度變化，觀察上升差、軸向位移等參數(shù)，避免在臨界轉(zhuǎn)速下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，以防氣缸上下溫度相差過(guò)大導(dǎo)致受熱不均勻造成氣缸變形的故障，當(dāng)汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)故障，必須立即報(bào)告并妥善解決，防止發(fā)生更嚴(yán)重的故障。

2.2 油壓故障解決對(duì)策。針對(duì)油系統(tǒng)故障就需要作業(yè)人員在日常工作中細(xì)心一些，多觀察儀表上對(duì)于油壓、油量等參數(shù)的反應(yīng)，出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)反饋時(shí)應(yīng)第一時(shí)間查看是否存在漏油的現(xiàn)象，如排除該現(xiàn)象后應(yīng)檢測(cè)是否油壓過(guò)低或過(guò)高。排查是否有零部件松動(dòng)導(dǎo)致油系統(tǒng)故障，在不影響正常作業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下可以通過(guò)堵漏的技術(shù)將氣壓異?；蚵┯筒课贿M(jìn)行處理，達(dá)到密封和油壓恢復(fù)正常的作用。

2.3 氣缸變形的解決對(duì)策。在汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)的過(guò)程中，應(yīng)關(guān)注蒸汽對(duì)汽缸受熱后溫度的變化，以及汽缸受熱膨脹的狀態(tài)，在外在條件下杜絕是氣缸變形的可能。同時(shí)，在檢查過(guò)程中，可以清潔并更換軸承箱底板上的潤(rùn)滑脂，并檢查滑動(dòng)銷系統(tǒng)的間隙。還可以改進(jìn)軸承箱下部的平臺(tái)，并采用先進(jìn)的自潤(rùn)滑材料戴維斯合金作為軸承箱與板之間的自潤(rùn)滑墊片，以減小軸承座與板之間的摩擦。尤其是在啟動(dòng)和關(guān)停時(shí)，避免汽缸一高一低的情況發(fā)生，增加缸本身的膨脹推力。

2.4 葉片故障的解決對(duì)策。為防范止蒸汽輪機(jī)發(fā)生葉片故障，維護(hù)人員必須對(duì)葉片腐蝕的原因有所了解，從而根據(jù)汽輪機(jī)葉片腐蝕的原因來(lái)改善汽輪機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)汽輪機(jī)蒸汽位置分布的改善，以及對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣的疏水系統(tǒng)的優(yōu)化。通過(guò)增加疏水點(diǎn)，以減少長(zhǎng)葉片因水蒸氣積壓被腐蝕的情況。維護(hù)人員應(yīng)對(duì)葉片，拉桿，甚至是輪子等零部件進(jìn)行日常的維護(hù)和檢查。

3 加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)日常維護(hù)工作的管理

3.1 提升維護(hù)人員職業(yè)素養(yǎng)。提升維護(hù)人員的職業(yè)素質(zhì)，提升對(duì)汽輪機(jī)的維護(hù)技能掌握，是保證汽輪機(jī)良好運(yùn)行的重要條件之一，也是提高汽輪機(jī)維修效率的保證。因此，在正常工作中，還應(yīng)重視對(duì)維護(hù)人員的職業(yè)技能的培訓(xùn)，對(duì)汽輪機(jī)的常見(jiàn)故障和功能特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)分布等基本情況進(jìn)行掌握和定期的維護(hù)檢測(cè)。從實(shí)踐工作中提升維護(hù)人員的職業(yè)素養(yǎng)，在故障發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)處理并排除其他故障，掌握基本的維護(hù)技能的同時(shí)還能簡(jiǎn)單的對(duì)汽輪機(jī)機(jī)體本身進(jìn)行維修和檢測(cè)。在維護(hù)人員達(dá)到基本維護(hù)要求時(shí)，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行考核和評(píng)價(jià)，加強(qiáng)對(duì)維護(hù)人員的管理，是對(duì)職業(yè)技能的檢驗(yàn)，同時(shí)也是對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和電廠經(jīng)濟(jì)效益的保證。

3.2 加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)日常監(jiān)測(cè)工作。從上文中常見(jiàn)問(wèn)題的分析中可以看出，許多常見(jiàn)問(wèn)題起初發(fā)生故障時(shí)都是由于對(duì)機(jī)械日常的監(jiān)測(cè)不到位形成的，比如機(jī)體的振動(dòng)故障、汽輪機(jī)儀表故障、葉片故障等等，如果在日常作業(yè)時(shí)對(duì)機(jī)械的各項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)指標(biāo)和異常情況加以監(jiān)測(cè)，將很大程度上避免此類故障的發(fā)生。可以通過(guò)設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)預(yù)警裝置，將標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值設(shè)定好，如發(fā)生數(shù)據(jù)異?？梢杂|發(fā)報(bào)警裝置，從而加強(qiáng)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)中的機(jī)械進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.3 加強(qiáng)對(duì)維護(hù)工作的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。由于對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題的分析和問(wèn)題形成的原因已經(jīng)有了很多的明確解釋，也有了相對(duì)成熟的應(yīng)對(duì)方案，所以在日常的故障處理中應(yīng)更加及時(shí)、快速的解決問(wèn)題。但難免有突發(fā)情況或其他異常故障情況的發(fā)生，因此，對(duì)于每一個(gè)故障及維護(hù)工作的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)就尤為重要。將維護(hù)工作日常遇到的情況建立問(wèn)題庫(kù)和解決對(duì)策庫(kù)，將好的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)策共享，同時(shí)將問(wèn)題提出給予警示。促進(jìn)維護(hù)人員工作的積極性的同時(shí)還可以促進(jìn)相互學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，更好地提升維護(hù)技能。

4 結(jié)論

汽輪機(jī)在日常運(yùn)轉(zhuǎn)中難免會(huì)發(fā)生故障，維護(hù)人員要對(duì)汽輪機(jī)的常見(jiàn)故障的形成原因和解決對(duì)策爛熟于心，在故障發(fā)生時(shí)迅速采取對(duì)應(yīng)的對(duì)策及時(shí)處理。同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)維護(hù)人員的日常管理，提升職業(yè)素養(yǎng)、加強(qiáng)考核評(píng)估、建立有效的問(wèn)題庫(kù)及解決庫(kù)等方式更好地為處理故障提供服務(wù)，從而有效的降低汽輪機(jī)發(fā)生故障的頻率，在發(fā)生故障時(shí)更高效的給予解決。