火電廠(chǎng)汽輪機(jī)常見(jiàn)故障與檢修方法探究

陳貽顥

摘要：現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)化程度在不斷進(jìn)步，整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域與自己日常生活中的電能消耗大幅度增加，給發(fā)電企業(yè)帶來(lái)更大的生產(chǎn)壓力。為了滿(mǎn)足上述要求，目前的火電廠(chǎng)在不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，表現(xiàn)出發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量的增加，這也使得其中關(guān)鍵的汽輪機(jī)組規(guī)模在不斷擴(kuò)大，同時(shí)也增加了汽輪機(jī)組故障概率以及檢修工作量。為了保障火電廠(chǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，就需要針對(duì)火電廠(chǎng)中關(guān)鍵的汽輪機(jī)組件，總結(jié)其常見(jiàn)故障并分析原因，科學(xué)應(yīng)用檢修方法來(lái)預(yù)防和及時(shí)處理各類(lèi)故障。文章基于對(duì)火電廠(chǎng)汽輪機(jī)設(shè)備的簡(jiǎn)單介紹，總結(jié)汽輪機(jī)運(yùn)行中的常見(jiàn)故障類(lèi)型和原因，針對(duì)不同故障提出了相應(yīng)的檢修方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：火電廠(chǎng);汽輪機(jī);常見(jiàn)故障;檢修方法

引言

火電廠(chǎng)一直以來(lái)都是我國(guó)重要的電能生產(chǎn)企業(yè)，雖然近年來(lái)我國(guó)在不斷調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，但是火力發(fā)電仍然是最主要的發(fā)電形式。隨著人們用電量的增加，火電廠(chǎng)也在不斷增加發(fā)電機(jī)組容量，汽輪機(jī)作為發(fā)電機(jī)組中的核心部件，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中也不可避免會(huì)出現(xiàn)各類(lèi)故障，如果不提前預(yù)防并做好故障檢修工作，則容易影響正常生產(chǎn)，導(dǎo)致汽輪機(jī)組運(yùn)行效率的降低和火電廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)成本的增加。因此，本文就總結(jié)火電廠(chǎng)汽輪機(jī)的常見(jiàn)故障并介紹相應(yīng)的檢修方法。

一、火電廠(chǎng)汽輪機(jī)設(shè)備概述

汽輪機(jī)屬于一種旋轉(zhuǎn)式蒸汽動(dòng)力裝置，在鍋爐燃燒燃料釋放熱量加熱水變?yōu)楦邷亍⒏邏旱乃羝?，在水蒸汽?jīng)過(guò)汽輪機(jī)中的固定噴嘴時(shí)會(huì)形成加速的氣流，這些氣流噴射到汽輪機(jī)的葉片上會(huì)帶動(dòng)安裝著葉片排的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而做功，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)換。汽輪機(jī)屬于火電廠(chǎng)中的最為常用的原動(dòng)機(jī)，最大的優(yōu)點(diǎn)是具有較大的單機(jī)功率、較高的效率和較長(zhǎng)的壽命。在火電廠(chǎng)中應(yīng)用時(shí)需要與鍋爐、發(fā)電機(jī)、蒸汽器、加熱器、泵等組成成套設(shè)備使用。汽輪機(jī)的主要組成部分分為靜止和轉(zhuǎn)動(dòng)兩大部分。汽輪機(jī)的運(yùn)行環(huán)境中存在高溫、高壓和高轉(zhuǎn)速等條件，運(yùn)行環(huán)境相對(duì)較為惡劣，因而容易引發(fā)汽輪機(jī)組件容易出現(xiàn)各類(lèi)故障，這也是本文研究汽輪機(jī)常見(jiàn)故障及其檢修方法的原因。

二、火電廠(chǎng)汽輪機(jī)設(shè)備常見(jiàn)故障類(lèi)型分析

1.異常振動(dòng)故障

此故障是汽輪機(jī)運(yùn)行中最為常見(jiàn)的故障，總結(jié)不同的振動(dòng)故障類(lèi)型并分析相應(yīng)原因，可以分為以下幾種：一是普通的被迫振動(dòng)故障。引發(fā)此類(lèi)振動(dòng)故障的原因首先是轉(zhuǎn)子不平衡的原因，這主要是轉(zhuǎn)子生產(chǎn)制造階段存在制造誤差或者結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理的問(wèn)題，生產(chǎn)制造時(shí)所用材質(zhì)不夠均勻并出現(xiàn)動(dòng)平衡等級(jí)較低的問(wèn)題，在運(yùn)行中如果結(jié)垢或者轉(zhuǎn)子零件松動(dòng)等問(wèn)題也會(huì)引發(fā)此類(lèi)故障。其次是出現(xiàn)部分結(jié)構(gòu)的剛度降低、結(jié)合面的差別振動(dòng)較大等原因而造成落底軸承結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子支撐結(jié)構(gòu)松動(dòng)的原因。再次是轉(zhuǎn)子安裝位置不對(duì)、沒(méi)有對(duì)中或者在運(yùn)行中出現(xiàn)移位而導(dǎo)致此問(wèn)題，這主要由于轉(zhuǎn)子安裝時(shí)精度控制不達(dá)標(biāo)，或者在運(yùn)行中出現(xiàn)了基礎(chǔ)不均勻沉降等問(wèn)題，也會(huì)由于沒(méi)有做好保溫工作而出現(xiàn)軸系各部件的熱變形等問(wèn)題。最后是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)出現(xiàn)與軸承座部件的共振現(xiàn)象而引發(fā)的異常振動(dòng)問(wèn)題。

二是非正常被迫振動(dòng)故障。此類(lèi)振動(dòng)故障表現(xiàn)出振幅和相位不穩(wěn)定的特征，比如汽缸膨脹并引發(fā)不通暢問(wèn)題，在速度固定之后會(huì)出現(xiàn)軸承座的振幅不斷增加的現(xiàn)象。再比如由于聯(lián)軸器螺栓松動(dòng)而改變汽輪機(jī)的振動(dòng)和負(fù)荷強(qiáng)度的現(xiàn)象?；蛘呤窃谄啓C(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)了自身振幅增加而失衡的問(wèn)題，也可能由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)摩擦問(wèn)題而使得溫度不斷升高，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子變形或彎曲等問(wèn)題。如果勵(lì)磁電流或振動(dòng)因素影響汽輪機(jī)也會(huì)導(dǎo)致溫度升高而出現(xiàn)變形問(wèn)題，或者存在轉(zhuǎn)子與靜止部件之間間隙過(guò)小而出現(xiàn)摩擦問(wèn)題，也會(huì)引發(fā)此問(wèn)題。

三是自激振動(dòng)故障。汽輪機(jī)正常運(yùn)行中如果存在軸承殼體配合過(guò)盈不足、軸承磨損、疲勞損傷等問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致油膜震蕩問(wèn)題，或者在汽輪機(jī)處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時(shí)會(huì)產(chǎn)生汽流激振問(wèn)題而引發(fā)此類(lèi)振動(dòng)故障。

2.油系統(tǒng)故障

在安裝或檢修油系統(tǒng)時(shí)容易由于管理不善或疏忽而造成雜質(zhì)進(jìn)入其中，這就會(huì)將軸頸部分劃傷而引發(fā)異常，還可能會(huì)引發(fā)閥門(mén)卡死、伺服系統(tǒng)中節(jié)流孔堵塞等問(wèn)題。此問(wèn)題表現(xiàn)在EH油溫在58℃以上時(shí)發(fā)出警報(bào)，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)油壓和油箱內(nèi)油位降低、油溫過(guò)高等問(wèn)題。這主要由于冷卻水溫在35℃以上并出現(xiàn)了冷卻水壓過(guò)低以及溢流閥卡死問(wèn)題，或者出現(xiàn)冷卻水閥門(mén)故障問(wèn)題。還能會(huì)出現(xiàn)EH油溫過(guò)低以及油箱內(nèi)油位過(guò)低的問(wèn)題，低于450mm，無(wú)法出發(fā)連鎖保護(hù)動(dòng)作或者壓力等開(kāi)關(guān)動(dòng)作失靈、伺服閥故障等問(wèn)題。

3.調(diào)速系統(tǒng)故障

汽輪機(jī)運(yùn)行中如果出現(xiàn)軸瓦振動(dòng)現(xiàn)象會(huì)增加調(diào)速汽門(mén)的擺動(dòng)幅度而使其振動(dòng)加劇，同時(shí)，調(diào)速汽門(mén)的擺動(dòng)也會(huì)引發(fā)閥門(mén)的劇烈振動(dòng)，甚至?xí)p壞軸瓦。

4.凝汽設(shè)備故障

汽輪機(jī)中凝汽設(shè)備主要在排汽口周?chē)鸬奖３终婵諣顟B(tài)的作用，從而確保蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)之后可以膨脹并降低排氣壓力，實(shí)現(xiàn)汽輪工作熱效率的提升，還可將排出的蒸汽凝結(jié)為水，作為鍋爐用水循環(huán)利用。此設(shè)備運(yùn)行中如果發(fā)生真空度過(guò)小的問(wèn)題則會(huì)引發(fā)排汽溫度升高而引發(fā)汽輪機(jī)異常振動(dòng)。外界環(huán)境溫度較高時(shí)上述故障概率更高，而且還會(huì)升高循環(huán)水的溫度，進(jìn)而影響凝汽器的吸收熱量和冷凝溫度，增加排氣壓力而降低真空度。

5.汽輪機(jī)進(jìn)水故障

在汽輪機(jī)進(jìn)汽運(yùn)行時(shí)如果溫度降低到某一溫度就會(huì)大量帶水，這就會(huì)降低汽輪機(jī)并列運(yùn)行時(shí)的出力以及單機(jī)運(yùn)行電壓，甚至?xí)谑艿剿臎_擊力時(shí)造成葉片被折斷以及增加軸承推力等問(wèn)題，進(jìn)而會(huì)熔化推力軸承的軸瓦鎢金。這主要由于鍋爐汽溫過(guò)低、鍋爐汽水分離器滿(mǎn)水或者人工調(diào)節(jié)減溫器時(shí)操作不當(dāng)?shù)仍蛞鸬摹?/p>

6.汽輪機(jī)真空下降故障

汽輪機(jī)在運(yùn)行中可能由于摩擦生熱的原因或者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而導(dǎo)致真空下降的問(wèn)題，此問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷方面產(chǎn)生壓力并增加排汽溫度，還可能會(huì)損壞零部件等。此問(wèn)題通常表現(xiàn)出真空度直線(xiàn)下降或者緩慢下降兩種情況。前者主要由于循環(huán)泵壓力降為零的原因，出現(xiàn)了與實(shí)際工作中的較大差距。后者則由于運(yùn)行中出現(xiàn)循環(huán)水量不足的問(wèn)題，導(dǎo)致進(jìn)、出水口溫差過(guò)大，或者有異物進(jìn)入了冷凝器中，或者出現(xiàn)了溫度異常升高或者工作室壓力異常升高的問(wèn)題，這就會(huì)降低工作效率并引發(fā)真空度緩慢下降的問(wèn)題。

三、火電廠(chǎng)汽輪機(jī)常見(jiàn)故障檢修方法

1.異常振動(dòng)故障檢修

在異常振動(dòng)故障發(fā)生時(shí)，應(yīng)由檢修人員到現(xiàn)場(chǎng)觀察振動(dòng)現(xiàn)象、詢(xún)問(wèn)值班人員、查看檢修和運(yùn)行記錄等，分析故障原因。比如觀察振動(dòng)規(guī)律，檢測(cè)振動(dòng)頻率、幅度和相位等，結(jié)合機(jī)組信息、機(jī)構(gòu)信息、維修記錄和日常運(yùn)行記錄等，分析故障產(chǎn)生的機(jī)理以及故障特征表現(xiàn)、發(fā)展趨勢(shì)等，作為開(kāi)展汽輪機(jī)檢修的依據(jù)。

2.油系統(tǒng)故障檢修

為了預(yù)防此故障，要做好系統(tǒng)清潔工作，重點(diǎn)做好對(duì)軸瓦的清潔，此工作開(kāi)展時(shí)要分解各個(gè)油門(mén)并使用專(zhuān)用清洗劑或煤油來(lái)清洗。還要徹底清理油箱和冷油器，無(wú)論是安裝還是檢修，要控制雜質(zhì)不能進(jìn)入油系統(tǒng)中而對(duì)設(shè)備造成損傷。因此在安裝和檢修完成之后要檢查其中是否存在雜質(zhì)并及時(shí)清理。此外還要定期開(kāi)展過(guò)濾網(wǎng)的清潔和更換工作。

3.調(diào)速系統(tǒng)故障檢修

在開(kāi)展此類(lèi)故障檢修作業(yè)之前，應(yīng)掌握汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)合其具體的結(jié)構(gòu)和組合特征開(kāi)展對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的油管路改造工作。還要對(duì)油質(zhì)和過(guò)濾器進(jìn)行檢查，排查油管路是否存在問(wèn)題，如果不存在問(wèn)題則需要對(duì)電液伺服閥內(nèi)濾網(wǎng)進(jìn)行檢查、清理和更換。此外，針對(duì)調(diào)速汽門(mén)擺動(dòng)而加劇軸瓦振動(dòng)的問(wèn)題，則需要對(duì)氣門(mén)門(mén)桿和連接套的連接位置進(jìn)行檢查，保證接觸面積在75%以上。

4.凝汽器故障檢修

在檢修凝汽器時(shí)重點(diǎn)對(duì)喉部下凝汽器兩側(cè)開(kāi)展檢修，而且在真空系統(tǒng)停運(yùn)之后開(kāi)展對(duì)凝汽器的灌水試驗(yàn)來(lái)檢查是否存在漏氣問(wèn)題，同時(shí)由專(zhuān)業(yè)檢修人員對(duì)凝汽器的噴嘴和汽輪機(jī)的軸封位置開(kāi)展檢修工作，處理漏氣點(diǎn)并提升抽汽效率。還要定期開(kāi)展對(duì)凝汽器的除垢工作，未出凝汽器的真空度達(dá)標(biāo)。

5.汽輪機(jī)進(jìn)水故障檢修

一旦出現(xiàn)汽輪機(jī)進(jìn)水故障則需要停機(jī)并將真空狀態(tài)破壞，將疏水門(mén)和新蒸汽管道打開(kāi)，檢查回油溫度和推力軸承鎢金溫度，準(zhǔn)確記錄惰走時(shí)真空變化情況和惰走時(shí)間，并且結(jié)合內(nèi)部聲響測(cè)量軸向位移數(shù)量。如果沒(méi)有異?，F(xiàn)象則可以啟動(dòng)汽輪機(jī)，如果在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)碰撞或摩擦的聲音則需要停止并開(kāi)展相應(yīng)的檢修工作。

6.汽輪機(jī)真空下降故障檢修

面對(duì)真空急劇下降或緩慢下降的問(wèn)題，首先應(yīng)對(duì)真空表進(jìn)行檢查與核對(duì)，尋找出現(xiàn)真空下降的原因，結(jié)合具體的原因開(kāi)展故障排查工作。如果經(jīng)過(guò)上述排查之后效果不顯著，仍然存在真空下降問(wèn)題，則需要結(jié)合汽輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況適當(dāng)采取負(fù)荷等降低和溫度降低等操作，避免真空持續(xù)下降而引發(fā)更大的故障。

四、結(jié)語(yǔ)

由于目前火電廠(chǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，使得汽輪機(jī)等組件的規(guī)模在同步擴(kuò)大。汽輪機(jī)作為火電廠(chǎng)中的關(guān)鍵部件，其運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)異常振動(dòng)問(wèn)題，同時(shí)還會(huì)引發(fā)油系統(tǒng)故障、調(diào)速系統(tǒng)故障、凝汽器故障、進(jìn)水故障、真空下降等常見(jiàn)故障。這就需要針對(duì)不同類(lèi)型故障，從原理上分析故障引發(fā)原因，做好預(yù)防工作的同時(shí)，針對(duì)出現(xiàn)的故障則要按照步驟開(kāi)展故障檢修處理工作，及時(shí)快速恢復(fù)正常運(yùn)行，保證汽輪機(jī)以及整個(gè)火電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

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