汽輪機維修中常見故障與處理技術(shù)研究

徐佳奇

摘要：汽輪機是現(xiàn)代工業(yè)社會中的重要機械設(shè)備，目前已經(jīng)發(fā)展出不同用途、結(jié)構(gòu)形式以及性能特點的汽輪機設(shè)備，其應(yīng)用范圍十分廣泛。在汽輪機的使用過程中，由于其往往需要在高負荷條件連續(xù)長時間運行，比較容易出現(xiàn)故障問題。因此汽輪機的運維部門以及相關(guān)技術(shù)人員在日常維護檢修工作中應(yīng)不斷總結(jié)實踐經(jīng)驗，加強對汽輪機常見故障的總結(jié)分析，并采取有效故障處理技術(shù)，及時排除故障問題，以確保汽輪機運行的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：汽輪機;維護檢修;常見故障;處理技術(shù)

為了保證汽輪機的運行安全性以及連續(xù)性，必須高度重視汽輪機的維護檢修工作。隨著技術(shù)設(shè)備的發(fā)展，現(xiàn)代汽輪機的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，且對零部件的精度有較高的要求。但是由于汽輪機的運行工況往往相對較差，這使得一些易磨損的零部件在連續(xù)運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障問題，對汽輪機運行的安全性以及相關(guān)工作人員的生命財產(chǎn)安全均構(gòu)成了嚴重的威脅，因此應(yīng)加強汽輪機的維護檢修工作。在汽輪機維護檢修工作中應(yīng)充分了解常見故障類型，并對故障原因進行全面的分析，在此基礎(chǔ)上才能采取有針對性的故障處理措施，提高故障排查檢修的效率和質(zhì)量。同時還應(yīng)做好汽輪機的日常維護管理工作，及時更換磨損嚴重或者存在老化現(xiàn)象的零部件，以盡量避免故障的發(fā)生，為汽輪機的連續(xù)安全運行提供更加可靠的保障。

一、概述汽輪機

所謂汽輪機也就是一種外燃回轉(zhuǎn)式動力設(shè)備，其主要是利用噴嘴、動葉以及轉(zhuǎn)子等裝置對熱能進行轉(zhuǎn)換并輸出機械能，汽輪機的熱能主要由鍋爐以及其他類型的蒸汽發(fā)生器所產(chǎn)生的蒸汽所提供[1]。目前已經(jīng)發(fā)展出了多種類型的汽輪機設(shè)備，并被廣泛應(yīng)用于冶金、電力以及化工等多個領(lǐng)域。汽輪機是一種精度較高的機械設(shè)備，其主要包括汽缸、軸承、靜葉柵、主軸以及葉輪等零部件，且在運行中需要與動力設(shè)備、蒸汽發(fā)生器、凝汽器以及相關(guān)的泵閥等設(shè)備配套使用。隨著裝備技術(shù)水平的不斷提高，現(xiàn)代汽輪機也在向大型化、精密化以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜化方向發(fā)展。而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以及汽輪機對高精密度的要求，使得汽輪機在實際運行過程中往往會發(fā)生故障問題，因此對故障維修處理技術(shù)提出了較高的要求。

二、常見汽輪機故障類型及故障原因分析

汽輪機是高精密型的重型設(shè)備，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件數(shù)量較多，一旦發(fā)生故障會對生產(chǎn)經(jīng)營活動產(chǎn)生較大的影響。因此維修人員應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗，對常見的故障類型以及故障原因進行全面的分析，以提高故障排查的準確性和故障處理的有效性，從而為汽輪機的安全穩(wěn)定運行提供可靠的保障。

（一）汽輪機油系統(tǒng)故障分析

1、汽輪機用油質(zhì)量較差導致的故障問題

在汽輪機運行的過程中，如果所使用的油品質(zhì)量未能達到技術(shù)標準，油品中存在較多雜質(zhì)時，汽輪機的軸瓦就有可能和軸頸發(fā)生較為嚴重的摩擦，使軸頸以及軸瓦的磨損程度增加，進而導致汽輪機設(shè)備由于潤滑不良而發(fā)生故障。

2、汽輪機漏油導致的故障問題

在汽輪機的運行過程中，漏油是比較常見的故障問題之一。導致汽輪機發(fā)生漏油故障的影響較多，例如汽輪機運行中的震動、運行壓力、高溫以及介質(zhì)的腐蝕作用等都有可能對汽輪機的閥門、容器以及管道等零部件造成損壞，并進而導致汽輪機出現(xiàn)漏油情況。當汽輪機發(fā)生漏油現(xiàn)象時，滲漏的潤滑油會與運行溫度較高的閥門以及汽缸直接接觸，導致火災(zāi)等嚴重事故的發(fā)生，對人員以及設(shè)備的安全都會構(gòu)成較大的威脅，因此漏油是汽輪機最主要的故障類型，也是汽輪機維修工作中的重點環(huán)節(jié)。

（二）汽輪機漏氣故障分析

在汽輪機的運行過程中，導致汽輪機漏油的原因有很多，例如汽輪機由于受力不平衡而導致氣缸變形時，就有可能出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。同時，在汽輪機的啟停以及工況改變時，如存在暖缸操作錯誤等問題時就會使溫度產(chǎn)生較大的變化，此時汽缸負荷急劇增加，進而造成中和法蘭在熱應(yīng)力作用下發(fā)生變形，就可能造成汽輪機漏油[2]。此外，在汽輪機的維護檢修工作中如未能準確掌握保溫層打開時機，或者未能嚴格控制各種零部件之間的膨脹間隙以及在緊固螺栓時的操作順序錯誤等都有可能造成汽輪機的汽缸發(fā)生變形并進而出現(xiàn)汽輪機漏氣故障。當汽輪機發(fā)生漏氣現(xiàn)象時，會有大量水分進入潤滑油中，并對汽輪機的軸承等重要零部件造成嚴重的腐蝕，并進而影響汽輪機壓縮設(shè)備的運行安全，導致汽輪機發(fā)生嚴重的故障問題。汽輪機漏氣是比較常見的一類故障類型，是汽輪機維修中的重要環(huán)節(jié)。

（三）汽輪機調(diào)速系統(tǒng)故障分析

調(diào)速系統(tǒng)是汽輪機的重要組成部分，也是比較容易發(fā)生故障的部位。造成汽輪機調(diào)速系統(tǒng)故障的原因較為復(fù)雜。例如汽輪機在運行中的蒸汽質(zhì)量未能達標，或者在汽輪機的調(diào)速氣門、噴嘴以及缸體等部件上出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象時，就有可能導致調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生故障。同時，汽輪機的調(diào)速系統(tǒng)在長期運行的過程中，其位銷、連桿萬向節(jié)以及連接套等易磨損零部件在損耗程度加重后會使得間隙擴大，進而導致調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)調(diào)節(jié)信號傳輸延遲、轉(zhuǎn)速下降以及控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常波動等情況。此外，如果汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的風電轉(zhuǎn)換信號發(fā)生故障時，也可能導致調(diào)速器出現(xiàn)往返波動的情況，對汽輪機的正常運行產(chǎn)生不利的影響。

（四）汽輪機振動異常故障分析

汽輪機的材質(zhì)大多為鋼鐵等金屬材料，其自重較大，在汽輪機運行時比較容易受到氣流以及摩擦等因素的影響而發(fā)生振動，振動異常會對汽輪機的運行安全構(gòu)成較大的威脅，因此這也是汽輪機維修工作中需要重點關(guān)注的問題之一。

三、主要故障處理技術(shù)分析

（一）處理汽輪機油系統(tǒng)故障的技術(shù)方法

1、處理汽輪機漏油導致火災(zāi)故障的技術(shù)方法

在汽輪機維修工作中，應(yīng)加強對汽輪機連接件以及各相關(guān)部件密封性的檢查。同時在汽輪機的運行過程中應(yīng)加強對運行溫度的監(jiān)測，特別是在設(shè)備超負荷運行的情況下，應(yīng)重點對汽輪機液壓系統(tǒng)的油動零件、滑閥件以及管道等零部件加強觀察，避免其與運行溫度較高的零部件直接接觸，以防止發(fā)生火災(zāi)事故。如在汽輪機維護檢修工作中發(fā)現(xiàn)已有漏油現(xiàn)象存在時，可以根據(jù)實際情況采取停車堵漏或者帶壓堵漏等處理技術(shù)。所謂帶壓堵漏技術(shù)也就是在汽輪機不停車的帶壓帶溫條件下對發(fā)生漏油的零部件進行密封修補的技術(shù)方法，由于該處理技術(shù)對汽輪機運行的連續(xù)性不會產(chǎn)生明顯的影響，因此在汽輪機維修工作實踐中得到了越來越廣泛的應(yīng)用[3]。在采用帶壓堵漏技術(shù)時，應(yīng)注意只有在汽輪機運行時工藝介質(zhì)的流量以及壓力仍能保持正常值時，才能采用該技術(shù)對介質(zhì)外泄點進行重新密封處理。

2、處理汽輪機油系統(tǒng)雜質(zhì)問題的技術(shù)方法

在汽輪機維修工作中應(yīng)對汽輪機各關(guān)鍵部件的清潔程度進行定期檢查，并及時采用拋光或打磨等處理技術(shù)對汽輪機存在結(jié)垢的部分加以清理，以防止汽輪機油系統(tǒng)內(nèi)有雜質(zhì)進入，影響汽輪機的運行安全。在清理汽輪機時應(yīng)重點對壓縮機、軸瓦、冷油器以及油箱等零部件進行徹底的清理，避免有灰塵存在，在完成清理后還應(yīng)嚴格按照操作規(guī)程將所有零部件重新組裝到位，且應(yīng)準確控制零部件之間的間隙，并按照順序?qū)⑺新菟ㄒ来尉o固牢固。

3、加強油務(wù)管理的技術(shù)方法

在汽輪機的運維工作中應(yīng)加強郵務(wù)管理措施。在油系統(tǒng)啟動前應(yīng)對油品進行清洗過濾，并嚴格監(jiān)測油品質(zhì)量。在循環(huán)清洗油系統(tǒng)時可以首先采取分階段循環(huán)方式對汽輪機有本以及外部濾油機進行循環(huán)清洗，直至油品檢測結(jié)果符合相關(guān)技術(shù)標準后采用將其并入汽輪機油箱內(nèi)。同時應(yīng)將磁棒或過濾網(wǎng)德國設(shè)置與汽輪機油系統(tǒng)內(nèi)，以達到降低油品內(nèi)所含鐵質(zhì)雜質(zhì)的目的。在日常維護檢修工作中應(yīng)定期對過濾網(wǎng)以及磁棒進行檢查更換，以避免影響雜質(zhì)過濾效果。在循環(huán)清洗時還可以通過敲擊管道以及提高溫度等方式提高清洗質(zhì)量。此外，在循環(huán)清洗時應(yīng)保證油量，并要加強對油品質(zhì)量的檢測，以確保雜質(zhì)被徹底清理。

（二）處理汽輪機漏氣故障的技術(shù)方法

在汽輪機的運維工作中，應(yīng)嚴格控制負壓。同時維護檢修人員可以將抽真空設(shè)備設(shè)置與汽輪機的軸承箱以及氣封位置兩側(cè)，以提高汽輪機的氣密性，防止有水分摻入到潤滑油中，對汽輪機軸承等設(shè)備造成侵蝕。維修汽輪機時如發(fā)生汽輪機的汽缸或者低壓缸已經(jīng)出現(xiàn)了內(nèi)外張口等問題時，維修人員應(yīng)采用平面高溫密封等相關(guān)技術(shù)現(xiàn)場修補發(fā)生變形的部位，不得隨意采取破壞性開槽等處理技術(shù)，以減少對汽輪機正常運行的影響。

（三）處理調(diào)速系統(tǒng)故障的技術(shù)方法

汽輪機維修人員在發(fā)現(xiàn)調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生故障時，應(yīng)首先對定位器狀態(tài)進行檢查，以初步判斷故障原因。同時還應(yīng)詳細檢查調(diào)速系統(tǒng)總各相關(guān)部件的連接情況，并向調(diào)速器連桿內(nèi)注入具有較好耐高溫性能的潤滑劑。如在故障排查中發(fā)生調(diào)速系統(tǒng)故障是由于油壓的脈沖信號異常而造成的時，應(yīng)對調(diào)速系統(tǒng)的有關(guān)線路進行檢查調(diào)整，確保油管線路能夠與油動機相匹配。同時，還對汽輪機內(nèi)部進行徹底的清理，以避免結(jié)垢對汽輪機運行造成不利的影響，并應(yīng)加強對汽輪機工作介質(zhì)質(zhì)量的檢測，并可以采取降低蒸汽中所含Na以及SQ2成分的措施，以控制汽輪機內(nèi)部的結(jié)垢問題，保證汽輪機運行的安全性和連續(xù)性。

（四）處理振動異常故障的技術(shù)方法

當汽輪機出現(xiàn)振動異常故障時，維修人員應(yīng)對汽輪機的氣流情況進行檢測分析，并采取對調(diào)節(jié)調(diào)速汽門等處理方法對汽輪機的整體進氣量加以控制，以達到消除異常振動的目的。同時，汽輪機變形也是導致其發(fā)生振動異常故障的主要原因之一。維修人員應(yīng)充分了解汽輪機結(jié)構(gòu)特點以及產(chǎn)品尺寸規(guī)格等各項參數(shù)，準確掌握法蘭投入、加熱螺栓以及汽缸保溫等技術(shù)要點，并結(jié)合汽輪機的實際情況合理選擇汽輪機密封劑，對發(fā)生變形的汽缸重新進行密封修補處理，從而消除汽輪機振動異常故障。

（五）處理凝汽器故障的技術(shù)方法

當汽輪機由于氣密性下降以及有污垢存在等問題出現(xiàn)凝汽器故障時，維修人員應(yīng)根據(jù)真空數(shù)值下降情況對故障原因進行綜合性的分析，并根據(jù)不同的故障原因采用相應(yīng)的處理技術(shù)。如故障原因時有結(jié)垢存在于凝汽器內(nèi)時，應(yīng)采用化學除垢技術(shù)對凝汽器內(nèi)部進行清理。而對于由于氣密性下降所導致的故障時，則應(yīng)采用密封劑進行處理。

（六）防止汽輪機發(fā)生故障的有效措施分析

在汽輪機的維護檢修工作中，維修人員應(yīng)積極學習并掌握先進的汽輪機維修技術(shù)，不斷總結(jié)維修實踐經(jīng)驗，大膽進行技術(shù)創(chuàng)新和改進，以提高故障處理能力。同時，應(yīng)準確掌握汽輪機安裝以及維修操作技術(shù)要點，確保維修操作規(guī)范準確，避免由于在維修過程中出現(xiàn)任務(wù)操作失誤而造成汽輪機汽缸變形等問題而導致汽輪機發(fā)生漏油漏氣等故障。維修人員還應(yīng)合理選擇汽輪機故障處理技術(shù)工藝，提高故障處理的效率和質(zhì)量。此外，還應(yīng)加強對汽輪機設(shè)備質(zhì)量的控制，確保汽輪機產(chǎn)品的各項指標性能均符合相關(guān)技術(shù)標準，以降低汽輪機故障發(fā)生率，保證汽輪機的運行安全。

四、總結(jié)

在汽輪機的維護檢修工作中，維修人員應(yīng)充分了解汽輪機的結(jié)構(gòu)特點以及工作原理，對常見的汽輪機故障類型以及故障原因要進行全面的總結(jié)分析，嚴格遵守相關(guān)的維修操作規(guī)范和技術(shù)要點，結(jié)合汽輪機的實際運行情況準確排查故障發(fā)生位置，并合理選擇相應(yīng)的故障處理技術(shù)，以提高故障排查處理的質(zhì)量效率。同時應(yīng)加強汽輪機的日常管理維護，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，以降低故障發(fā)生的幾率，從而確保汽輪機能夠連續(xù)安全運行。

參考文獻：

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[3]陳嘉良，尹永偉.汽輪機維修中的常見故障與處理技術(shù)研究[J].化工管理，2019（25）：150-151.