發(fā)電廠汽輪機(jī)的故障分析與解決對(duì)策研究

摘 要：對(duì)于發(fā)電廠汽輪機(jī)的運(yùn)行而言，其最為重要的一點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)自身的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。在本文中，將從發(fā)電廠汽輪機(jī)的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合對(duì)常見故障的分析來探討應(yīng)采取哪些方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電廠汽輪機(jī)故障的有效解決，以使發(fā)電廠汽輪機(jī)的持續(xù)運(yùn)行得到保障。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠汽輪機(jī);故障分析;解決對(duì)策

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）13-0128-02

0 引言

汽輪機(jī)作為發(fā)電廠最為重要的一項(xiàng)設(shè)備，其自身的運(yùn)行對(duì)當(dāng)前發(fā)電廠系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與安全性有著直接影響。這使得其作為電力供應(yīng)的關(guān)鍵所在，需要基于對(duì)汽輪機(jī)機(jī)械原理與維護(hù)措施的合理運(yùn)用，從其整體應(yīng)用狀態(tài)來進(jìn)行分析，以避免汽輪機(jī)運(yùn)行過程中故障的發(fā)生。

1 發(fā)電廠汽輪機(jī)概述

發(fā)電廠汽輪機(jī)具有長(zhǎng)期且持續(xù)的特點(diǎn)，而且汽輪機(jī)自身的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行過程所處的環(huán)境也較為復(fù)雜且特殊，這使得汽輪機(jī)往往需要在多種因素的影響下進(jìn)行運(yùn)作，導(dǎo)致汽輪機(jī)不可避免會(huì)發(fā)生故障。作為火力發(fā)電廠在生產(chǎn)電力過程中的關(guān)鍵機(jī)械設(shè)備，汽輪機(jī)能夠?qū)⒄羝a(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并通過汽輪機(jī)排汽或抽汽帶來的熱能為生產(chǎn)生活供熱[1]。而在此過程中，汽輪機(jī)作為發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)，其能夠?qū)Ω鞣N泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等設(shè)備進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)。結(jié)合在不同因素下導(dǎo)致的汽輪機(jī)故障，可以在大致上將汽輪機(jī)的故障劃分為汽輪機(jī)凝汽系統(tǒng)故障、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡、汽輪機(jī)異常振動(dòng)等問題。

2 發(fā)電廠汽輪機(jī)的常見故障分析

2.1汽輪機(jī)凝汽系統(tǒng)故障

作為汽輪機(jī)輔機(jī)中普遍存在的構(gòu)成設(shè)備，凝汽機(jī)通常是由凝汽水泵、循環(huán)水泵以及抽氣裝置所構(gòu)成的。而汽輪機(jī)凝汽機(jī)在運(yùn)行過程中最容易出現(xiàn)的故障就是汽輪機(jī)凝汽真空偏低的問題。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，通過在汽輪機(jī)排氣口的位置設(shè)置對(duì)應(yīng)的真空凝汽設(shè)備，以使汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)，能夠在蒸汽膨脹的作用下，降低自身的排氣壓力，使汽輪機(jī)自身的熱效率得到大幅度提升。在這一過程中，如果汽輪機(jī)凝汽器自身的真空度出現(xiàn)異常，便會(huì)使汽輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)受到影響。在真空度發(fā)生變化后，汽輪機(jī)的排氣溫度也會(huì)隨之產(chǎn)生變化，導(dǎo)致了機(jī)組在運(yùn)行過程中極易出現(xiàn)振動(dòng)故障的問題。

2.2汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡

在汽輪機(jī)投入使用的一段時(shí)間后，其轉(zhuǎn)子在運(yùn)行的過程中能夠良好的保持自身的平衡狀態(tài)，其自身對(duì)動(dòng)平衡狀態(tài)的維持也使得汽輪機(jī)在運(yùn)行的過程中更加穩(wěn)定。而經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，轉(zhuǎn)子會(huì)逐漸產(chǎn)生扭曲變形的問題，導(dǎo)致了轉(zhuǎn)軸受到磨損，并且轉(zhuǎn)子在汽輪機(jī)運(yùn)作過程中的高速動(dòng)平衡狀態(tài)也難以保持。

2.3汽輪機(jī)異常振動(dòng)

汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)故障的原因主要是在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作后，汽輪機(jī)關(guān)鍵部位出現(xiàn)磨損，但工作人員在運(yùn)行維護(hù)的過程中沒能及時(shí)發(fā)現(xiàn)或是由其他因素所導(dǎo)致的[2]。而結(jié)合運(yùn)維實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)的原因主要為以下幾點(diǎn)：氣流激振所引發(fā)的異常振動(dòng)，其主要表現(xiàn)為在汽輪機(jī)進(jìn)入到運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)后，作為汽輪機(jī)重要構(gòu)成部分的汽輪機(jī)葉片在不均勻氣流的影響下出現(xiàn)的不規(guī)則振動(dòng);轉(zhuǎn)子熱變形所導(dǎo)致的異常振動(dòng)，該振動(dòng)問題的出現(xiàn)原因主要是由于汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生了過多的熱能，使得其轉(zhuǎn)子在熱能的影響下溫度升高，令其在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中不斷的承受熱能，最終超過轉(zhuǎn)子所能承受的熱能閾值，導(dǎo)致其出現(xiàn)變形的問題;摩擦所引發(fā)的異常振動(dòng)，摩擦問題的出現(xiàn)通常都由于缺乏對(duì)汽輪機(jī)的日常維護(hù)與保養(yǎng)導(dǎo)致汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部出現(xiàn)了灰塵與異物囤積的現(xiàn)象，使得汽輪機(jī)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)異常振動(dòng)。

3 發(fā)電廠汽輪機(jī)的故障解決對(duì)策

3.1汽輪機(jī)凝氣故障的檢修

為了應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)檢修過程中輔機(jī)真空氣密性出現(xiàn)故障的問題，需要在運(yùn)維檢修的過程中，對(duì)凝汽器側(cè)的安全性進(jìn)行一個(gè)全方位的及時(shí)檢查，并利用停機(jī)灌水的措施判斷當(dāng)前設(shè)備的真空系統(tǒng)內(nèi)部是否出現(xiàn)了問題。同時(shí)，在定期維護(hù)與檢修的過程中，也要能夠重點(diǎn)關(guān)注汽輪機(jī)的噴嘴與軸封，對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格且仔細(xì)的檢查，從而及時(shí)采取措施來消除漏氣點(diǎn)，使抽氣的效率得到最大程度上的發(fā)揮。并且，提升凝汽器內(nèi)部密封性也是避免其故障發(fā)生的有效策略。為此，可以采取使用化學(xué)方法來消除凝汽器內(nèi)部存在的污垢，以實(shí)現(xiàn)對(duì)凝汽系統(tǒng)故障的有效應(yīng)對(duì)。

3.2汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子檢測(cè)

在應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡故障時(shí)，需要注意的是長(zhǎng)期使用所產(chǎn)生的磨損問題是無法避免的。因此，需要在汽輪機(jī)出廠以及在使用的過程中定期進(jìn)行檢測(cè)來了解汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量以及使用狀態(tài)，以及時(shí)的進(jìn)行汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的替換。在對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)施檢測(cè)的過程中，需要基于轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中對(duì)汽輪機(jī)所產(chǎn)生的影響與作用，從重點(diǎn)內(nèi)容出發(fā)來進(jìn)行檢測(cè)[3]。進(jìn)行汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子檢測(cè)時(shí)，首先需要標(biāo)記轉(zhuǎn)子位置，并將水平儀放置在軸頸的中央位置，以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與觀察，在與過往記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)后，在可控范圍內(nèi)完成對(duì)軸頸揚(yáng)度的測(cè)量。

其次，要完成對(duì)千分表的精準(zhǔn)度的檢修，在確保自身不存在誤差后，使用千分表來完成對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)行晃度的測(cè)量，并基于同檢測(cè)記錄中歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比，結(jié)合數(shù)據(jù)的差異性表現(xiàn)來進(jìn)行判斷。再次，需要利用楔型塞尺來完成對(duì)汽輪機(jī)動(dòng)靜葉間隙的策略。最后，需要在將聯(lián)軸器外部罩殼、螺栓進(jìn)行拆除后，吊出轉(zhuǎn)子，并脫出汽輪機(jī)端與發(fā)電機(jī)端進(jìn)行連接的聯(lián)軸器，觀察其螺栓的運(yùn)行狀態(tài)，而后對(duì)動(dòng)葉片進(jìn)行清理。

3.3汽輪機(jī)異常振動(dòng)的檢修

由于汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障出現(xiàn)的原因往往都是不同的因素所造成的。為此，在解決此類問題的過程中，也要根據(jù)不同故障因素的特點(diǎn)來采取更有針對(duì)性的措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)與處理。在面對(duì)氣流激振問題時(shí)需要注意，由于其自身會(huì)因?yàn)槿~片末端氣流紊亂，導(dǎo)致汽輪內(nèi)部出現(xiàn)不均衡氣流所引發(fā)的氣流沖擊現(xiàn)象，而這也使得氣流激振問題的出現(xiàn)具有一定的不可回避性[4]。應(yīng)對(duì)這種現(xiàn)象時(shí)，需要對(duì)機(jī)組給水量、高壓調(diào)速汽門進(jìn)行一個(gè)合理的調(diào)控，以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣流激振問題的避免與控制，并消除汽輪機(jī)組內(nèi)部異常氣流激振的問題。

3.4汽輪機(jī)油系統(tǒng)故障

作為汽輪機(jī)的重要組成部分，如果汽輪機(jī)在運(yùn)行的過程中，自身的油系統(tǒng)出現(xiàn)故障也同樣會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)出現(xiàn)罷工的問題。而這種問題的出現(xiàn)主要是由于機(jī)械質(zhì)量與油的質(zhì)量差所導(dǎo)致的。并且由于導(dǎo)致汽輪機(jī)油系統(tǒng)出現(xiàn)故障的這兩種原因都是通過人為措施來進(jìn)行控制，使得在面對(duì)此類問題時(shí)所使用的處理措施相對(duì)便捷。在應(yīng)對(duì)機(jī)械質(zhì)量問題時(shí)其重點(diǎn)在于設(shè)備入廠時(shí)的質(zhì)量管控，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的購(gòu)買與引進(jìn)時(shí)，需要從性價(jià)比與整體質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面出發(fā)，確保所引進(jìn)的機(jī)械設(shè)備滿足發(fā)電廠正常穩(wěn)定運(yùn)行的質(zhì)量要求。

3.5汽輪機(jī)氣缸的檢修

氣缸是汽輪作業(yè)的基礎(chǔ)，如果缺乏對(duì)汽缸的定期維護(hù)也會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)在運(yùn)行的過程中產(chǎn)生故障。而在火電廠中應(yīng)用較為普遍的氣缸缸體形式主要為上下兩個(gè)，并且由靜葉柵、隔板與轉(zhuǎn)子所構(gòu)成。并且，氣缸自身所設(shè)置的真空層可以在汽輪機(jī)運(yùn)行的過程中有效的防止氣體滲入到其中，以避免其對(duì)汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中的安全性與穩(wěn)定性造成影響[5]。

4 結(jié)論

綜上所述，發(fā)電廠汽輪機(jī)在運(yùn)行的過程中，往往在多種因素的影響下，而產(chǎn)生汽輪機(jī)凝汽系統(tǒng)故障、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡、汽輪機(jī)異常振動(dòng)等問題。而在對(duì)相應(yīng)的故障進(jìn)行檢修時(shí)，需要結(jié)合對(duì)應(yīng)故障的特點(diǎn)來采取針對(duì)性措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，并將油系統(tǒng)與氣缸的檢修考慮在內(nèi)，確保整體系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

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Abstract：For the operation of steam turbines in power plants， the most important point is to realize their own safe and stable operation. In this article， starting from the characteristics of steam turbines in power plants， combined with the analysis of common faults， we will discuss what methods should be adopted to effectively solve the faults of steam turbines in power plants so that the continuous operation of steam turbines in power plants can be guaranteed.

Key words：power plant steam turbine;failure analysis;solution

收稿日期：2020-05-06

作者簡(jiǎn)介：張林海（1981—），男，安徽阜陽人，大專，助理工程師，研究方向：汽輪機(jī)運(yùn)行調(diào)整及節(jié)能降耗。