汽輪機運行過程中常見故障分析及處理方法探討

焦海軍

【摘? 要】汽輪機也稱蒸汽透平發(fā)動機，是一種旋轉(zhuǎn)式蒸汽動力裝置，高溫高壓蒸汽穿過固定噴嘴成為加速的氣流后噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時對外作功。目前，隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，汽輪機的數(shù)量和單機容量也在快速增長，而汽輪機運行過程中的故障頻率和概率也在逐年增大，因此，必須針對汽輪機的運行故障制定合理的處理方式，以此來提升設(shè)備的運行可靠程度。本文對汽輪機運行過程中常見的故障進行分析并提出相應(yīng)的解決措施。希望對相關(guān)研究人員提供參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】化工企業(yè); 汽輪機; 故障 ;解決方法

汽輪機是現(xiàn)代化工企業(yè)中不可缺少的組成部分，汽輪機運行正常與否直接關(guān)系到生產(chǎn)是否平穩(wěn)，直接影響生產(chǎn)產(chǎn)量，下面就汽輪機日常運行過程中出現(xiàn)的故障進行分析。

1.汽輪機超速

（1）汽輪機超速的主要原因有：a汽輪機調(diào)速系統(tǒng)工作不正常;b危急保安器超速試驗時轉(zhuǎn)速失控;c主再熱蒸汽進汽閥、回?zé)岢槠够亻y等卡澀或關(guān)閉不到位。

（2）解決以上問題的措施為：a啟動前認(rèn)真檢查高、中壓主汽門、調(diào)速汽門的安裝質(zhì)量，檢查各汽門開關(guān)動作靈活;b運行中任意一汽輪機超速保護故障不能消除時應(yīng)停機消除;c定期進行危急保安器充油試驗、停機保護的在線試驗和主汽閥、調(diào)節(jié)閥及各段抽汽止回閥的活動試驗;d停機過程中發(fā)現(xiàn)主汽門或調(diào)速汽門澀，應(yīng)設(shè)法將負(fù)荷減至“0”，處理解決調(diào)速汽門卡澀問題;e加強汽、水、油品質(zhì)的監(jiān)督;f轉(zhuǎn)速監(jiān)測控制系統(tǒng)工作應(yīng)正常。

2.凝汽器故障

凝汽器故障主要表現(xiàn)為真空下降。真空下降時，運行人員應(yīng)首先對照真空表指示和非汽缸排汽溫度指示，確認(rèn)真空下降情況，然后開大泵出口閥門或打開備用的射水抽氣器，以維持真空，并根據(jù)真空降低程度減小負(fù)荷。當(dāng)真空還繼續(xù)下降時，在進行上述操作的同時，就應(yīng)尋找真空下降原因，并予以消除。引起真空下降的原因是多方面的，它們的特征和處理方法均不同。

2.1冷卻水中斷

冷卻水中斷引起真空急劇下降的主要特征是，真空表指示回零，冷卻水泵出水口側(cè)壓力急劇降落，噴水池?zé)o水噴出。冷卻水中斷的原因可能是：冷卻水泵或其驅(qū)動電動機故障、循環(huán)水取水口濾網(wǎng)堵塞、吸水水位過低，致使冷卻水泵失掉吸水頭、冷卻水泵軸封或吸水管不嚴(yán)密或破裂，使空氣漏入泵內(nèi)等。冷卻水中斷時，應(yīng)迅速去掉汽輪機負(fù)荷，以備用水源向冷凝器供水，并注意當(dāng)真空降低到允許低限值時進行故障停機。由于冷卻水中斷使凝汽器超過正常溫度時，應(yīng)當(dāng)停機并關(guān)閉冷卻水入口閥門，一般應(yīng)等到凝汽器冷卻到50°C左右時，再往凝汽器送冷卻水，否則將急劇冷卻凝汽器，造成冷凝管脹口松。

2.2冷卻水量不足

主要特征是：真空逐步降落，冷卻水出口和入口溫度差增大。由于引起冷卻水量不足的原因不同，還有其不同的特征，因此，可根據(jù)這些特征去分析判斷故障之所在，并加以解決。a若此時凝汽器中的流體阻力增大（表現(xiàn)為冷卻水進出口壓差增大，冷卻水泵出口和凝汽器進口冷卻水壓均增高），噴水池噴水高度降低，則可斷定是凝汽器內(nèi)管板堵塞。此時可采用停機清掃或停止凝汽器一半進行清掃的處理方法。b若此時凝汽器中流動阻力減少，噴水池噴水高度降低，則可斷定是凝汽器冷卻水出口部分堵塞;c對排水利用虹吸作用的系統(tǒng)，若此時凝汽器中流體阻力減小，同時表現(xiàn)出凝汽器出口冷卻水真空降低，則可斷定是排水虹吸作用被破壞。例如：排水管中聚積空氣或排水管插入虹吸井水面太少;d冷卻水泵供水量減少，一般可以從泵入口真空表指示的吸入高度增大，真空表指針擺動，泵內(nèi)有噪音和沖擊聲，出口壓力不穩(wěn)等現(xiàn)象進行判斷，此時應(yīng)根據(jù)真空降低情況降低負(fù)荷，并迅速消除缺陷。

2.3凝汽器滿水

凝汽器汽側(cè)空間水位過高引起真空下降的原因是：a凝汽器汽側(cè)空間水位升高后，淹沒了下邊一部分冷凝管，減少了凝汽器的冷卻面積，使汽輪機排汽壓力升高（即真空降低）;b如凝汽器水位升高到抽空氣管口的高度，則凝汽器真空下降，根據(jù)凝結(jié)水淹沒抽氣口的程度，開始時真空降低緩慢，以后便迅速加快，這時連接在凝汽器喉部的真空指示下降，而連接在抽氣器上的真空表指示上升。如果不及時采取必要的措施，將有水由抽氣器的排氣管中冒出。

造成凝汽器滿水的可能原因如下：a凝結(jié)水泵故障。這可從凝結(jié)水泵出口側(cè)壓力降低，電動機電流減少等現(xiàn)象進行判斷確定，此時應(yīng)起動備用凝結(jié)水泵，停下故障水泵;b凝汽器冷凝管破裂，此時凝結(jié)水水質(zhì)變壞，對于雙流道凝汽器，可降低負(fù)荷停下一半凝汽器尋找并堵死漏水的管子;c備用凝結(jié)水泵出口逆止閥損壞，水從備用泵倒流回凝汽器內(nèi);d正常運行中誤將凝結(jié)水再循環(huán)門開大。

2.4凝汽器冷卻面積垢

凝汽器冷卻面積垢對真空的影響是逐步積累和增強的。因此判斷凝汽器冷卻面是否積垢時，應(yīng)與冷卻面潔凈時的運行數(shù)據(jù)作比較。冷卻面結(jié)垢時的特征為：汽輪機排汽溫度與冷卻水出口溫度的差值增大;抽氣器抽出的蒸汽空氣混合物溫度增高;凝汽器內(nèi)流體阻力增大，作空氣嚴(yán)密性試驗，證明凝汽器溺氣并未增加。

凝汽器冷卻面結(jié)垢的主要原因是，冷卻水水質(zhì)不良，在冷凝管內(nèi)壁沉積了一層軟質(zhì)的有機垢或結(jié)成硬質(zhì)的無機垢，嚴(yán)重地降低了冷凝管的傳熱能力，減少了冷凝管的通流面積，當(dāng)積垢過多，真空過低時，就必須停機進行清洗。

3.抽氣器工作不正常

抽氣器工作不正常引起真空降落的特征有：冷卻水出口水溫與排汽溫度的差值增大、抽氣器排氣管向外冒水或冒蒸汽、凝結(jié)水過冷卻度增大，但經(jīng)空氣嚴(yán)密性試驗證明真空系統(tǒng)漏氣并增加。

（1）引起抽氣器工作不正常的原因和處理方法如下：a空氣吸入管路的接合處或閥桿漏氣;b工作蒸汽參數(shù)與規(guī)定值不符，尤期表現(xiàn)工作蒸汽壓力上，如果蒸汽壓力過高，抽氣量可能反而降低，因為擴壓器喉部直徑的流量是一定的，過分增加蒸汽流量，也會影響中間冷卻器和后冷卻器的正常工作;c蒸汽帶有濕度;d蒸汽濾網(wǎng)損壞，引起噴咀堵塞或噴咀通道積鹽、結(jié)垢，使抽氣器工作不正常;e噴咀或擴壓管磨損或腐蝕，使抽氣器工作不正常，此時，抽氣器的用汽量將增加，通過冷卻器的主凝結(jié)水受熱度也增大;f噴咀位置不正確;g凝汽器壓力過高;i抽氣器過負(fù)荷，使其工作效果惡化;j中間冷卻器和后冷卻器疏水裝置流通受阻，高度不正確或裝置失靈;k冷卻器內(nèi)管板或隔板漏泄，使部分冷卻水不通過管束而短路流出;m冷卻管破裂或管板上脹口松弛或疏水管不通，使抽氣器滿水，水從抽氣器排氣管噴出。

（2） 抽氣器日常維護? a抽氣器在不超過銘牌規(guī)定的條件下運行;b系統(tǒng)在起動、停機和事故狀態(tài)，必須盡可能減小殼體與管子之間的膨脹差，以防止脹口松漏和設(shè)備損壞;c應(yīng)當(dāng)定期地、經(jīng)常地對設(shè)備的內(nèi)外情況進行檢查，以保持所有換熱管的清潔;d所有墊片密封的結(jié)合面都必須定期檢查，定期更換，不論由于什么理由拆汽輪機凝汽器，重新裝配時都必須使用新的墊片，不應(yīng)使結(jié)合面存有劃痕和其它缺陷，新配的墊片、螺栓、螺母必須符合設(shè)計的要求。

（3）非運行時的維護 a抽氣器吊裝時，鋼絲應(yīng)綁在支座外側(cè)，并保證二側(cè)鋼絲受力均勻和避免設(shè)備變形;b抽氣器運到現(xiàn)場，應(yīng)放置在平整的場地上，禁止設(shè)備遭雨淋，防止銹蝕;c汽輪機短期停運，不應(yīng)切斷冷卻水，以免冷凝管束發(fā)生腐蝕;d汽輪機長時間停運時，可將冷卻水切斷，將設(shè)備積水放凈，并清理干凈和使之干燥。

參考文獻

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