火電廠汽輪機(jī)輔機(jī)常見故障及檢修技術(shù)研究

萬菊平

摘要：近年來，電力已逐漸成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中所必需的重要能源，而電力主要是來源于火力發(fā)電，因此，火電廠運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全性則顯得至關(guān)重要。在火電廠中，因汽輪機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境相對特殊，加之其本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，致使在運(yùn)行期間故障的發(fā)生率也相對較高，汽輪機(jī)組運(yùn)行是否異常會(huì)對火電廠的工作質(zhì)量與效率產(chǎn)生直接性影響。本文通過對火電廠汽輪機(jī)輔機(jī)中常見的故障情況進(jìn)行分析，以此提出相應(yīng)的檢修方案。

關(guān)鍵詞：火電廠;汽輪機(jī)輔機(jī);故障;檢修技術(shù)

在我國，大部分發(fā)電廠均是以汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，因此，汽輪機(jī)的運(yùn)行狀況針對發(fā)電機(jī)而言具有較大影響，若機(jī)組在運(yùn)行期間出現(xiàn)了嚴(yán)重故障，則會(huì)導(dǎo)致發(fā)電受阻，從而對人們的日常生活與生產(chǎn)造成障礙。另外，電力在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中也會(huì)著重要作用，若故障頻發(fā)則會(huì)對經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高產(chǎn)生一定阻礙，因此，應(yīng)對汽輪機(jī)及其輔機(jī)等的故障情況引起高度重視。

一、對汽輪機(jī)輔機(jī)進(jìn)行檢修的必要性

針對電力能源輸出而言，火電廠是其重要環(huán)境，主要是以機(jī)械能與電能間的有效轉(zhuǎn)換進(jìn)而為用電人群提供持續(xù)性的能源供給，已滿足社會(huì)的發(fā)展需求。受管理理念、現(xiàn)代化技術(shù)等不斷完善與優(yōu)化的影響，對汽輪機(jī)的運(yùn)行與檢修也不能單純局限在停工檢修，而是通過檢修技術(shù)創(chuàng)新的方法，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)輔機(jī)連續(xù)工作下的檢修，避免因停工檢修而對供電造成不利影響。

通過對實(shí)際檢修進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在汽輪機(jī)輔機(jī)運(yùn)行過程中若能夠及時(shí)查出其隱性問題，則能夠使得設(shè)備因高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的過度損耗情況明顯減低，進(jìn)而使得主體系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性得到保障，利于提高輔機(jī)設(shè)備的使用壽命[1]。另外，定期對火電廠汽輪機(jī)輔機(jī)開展檢修工作，還能夠使得電廠設(shè)備的運(yùn)行及維護(hù)質(zhì)量得到有效保證，使得有關(guān)設(shè)備能夠以較好的狀態(tài)投入到工作當(dāng)中，利于成本節(jié)約的同時(shí)設(shè)備運(yùn)行的安全性也可得到加以提高。

二、汽輪機(jī)輔機(jī)的常見故障

（一）循環(huán)水泵裝置故障

在汽輪機(jī)輔機(jī)運(yùn)行的體系當(dāng)中，若循環(huán)水泵裝置發(fā)生故障，則會(huì)影響水驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，甚至還會(huì)造成循環(huán)水泵空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，以致無法達(dá)到預(yù)期的節(jié)流效果。同時(shí)，依據(jù)當(dāng)前循環(huán)水泵的運(yùn)行方式而言，大部分火電廠的運(yùn)轉(zhuǎn)工序均是以調(diào)節(jié)工藝為主，其系統(tǒng)運(yùn)行成本相對較低，但該模式對于整個(gè)操控體系來說，其本身形成的調(diào)控模式無法實(shí)現(xiàn)精度化的調(diào)控，如，無法實(shí)時(shí)化調(diào)控借助循環(huán)速率及循環(huán)工況，從而導(dǎo)致內(nèi)部氣壓差產(chǎn)生一定波動(dòng)，進(jìn)而影響循環(huán)結(jié)構(gòu)下的真空環(huán)境，使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率降低[2]。另外，若汽輪機(jī)長期處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中，則會(huì)導(dǎo)致既定運(yùn)行參數(shù)存在差異，主系統(tǒng)的運(yùn)行需求無法得到滿足，上述問題針對循環(huán)水泵裝置而言，主要體現(xiàn)為運(yùn)行功耗明顯增加，從而使得設(shè)備的運(yùn)行成本間接性遞增。

（二）異常振動(dòng)

汽輪機(jī)組在運(yùn)行期間，異常振動(dòng)屬于較為普遍的一種故障情況，不規(guī)則振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行紊亂，從而使得整個(gè)汽輪機(jī)組總體故障的發(fā)生率明顯增加。依據(jù)當(dāng)前震動(dòng)的形成原因分析顯示，主要包含摩擦共振、激震以及齦轉(zhuǎn)子受熱而導(dǎo)致的振動(dòng)等問題。其中，摩擦共振主要是指汽輪機(jī)輔機(jī)在運(yùn)行期間，因內(nèi)部相鄰組件存在無法避免的摩擦而導(dǎo)致，上述情況現(xiàn)象的存在會(huì)使得汽輪機(jī)組產(chǎn)生渦動(dòng)現(xiàn)象或抖動(dòng)問題。在運(yùn)動(dòng)摩擦期間，內(nèi)部轉(zhuǎn)子溫度以局部溫度升高為主要表現(xiàn)，對于剛性部件而言，會(huì)產(chǎn)生以熱彈性彎曲的一個(gè)變動(dòng)形態(tài)，進(jìn)而使得大部件運(yùn)行期間的振幅明顯增大;激震則是指受氣流沖擊的影響，汽輪機(jī)組本身會(huì)陰氣流沖擊而導(dǎo)致低頻分量問題出現(xiàn)，若由該問題所映射出的工作參數(shù)明顯大于預(yù)期設(shè)定值時(shí)，則會(huì)因設(shè)置不規(guī)范而導(dǎo)致振幅增加，進(jìn)而使得汽輪機(jī)組出現(xiàn)異常振動(dòng)的情況;最后，因轉(zhuǎn)子熱變形而導(dǎo)致的摩擦問題是較為嚴(yán)重的問題之一，其原因?yàn)?，裝置在運(yùn)行期間所產(chǎn)生的溫度值會(huì)度熱形變系數(shù)造成一定影響，若整個(gè)轉(zhuǎn)子部件所產(chǎn)生的形變狀態(tài)與設(shè)備運(yùn)行最大極限值相比明顯較大時(shí)，勢必會(huì)增加汽輪機(jī)設(shè)備的振幅，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)震動(dòng)。

（三）凝汽器真空偏低

針對火電廠中的汽輪機(jī)輔機(jī)而言，凝汽器是其關(guān)鍵的構(gòu)成部分，主要包含循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵以及抽氣裝置等，針對凝氣設(shè)備而言，讓汽輪機(jī)內(nèi)部的排氣口維持在較為適中的真空狀態(tài)則為其主要功能，使得汽輪機(jī)內(nèi)部的蒸汽可通過適度膨脹從而使得排氣所受到的壓力降低，從而使得汽輪機(jī)的熱效率得到顯著提高[3]。同時(shí)，還可將汽輪機(jī)運(yùn)行期間所排出的蒸汽快速凝結(jié)為凝結(jié)水，供鍋爐循環(huán)使用。汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中，其凝汽器的排汽壓力與總體的運(yùn)行效率緊密相關(guān)，凝汽器的真空程度也會(huì)影響汽輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。若凝汽器的真空度持續(xù)降低，則會(huì)使得排汽溫度不斷升高，進(jìn)而因振動(dòng)較大而導(dǎo)致故障發(fā)生，且伴宿溫度的不斷遞增其振動(dòng)幅度也會(huì)相應(yīng)增大。循環(huán)水的溫度會(huì)伴隨外界溫度的升高而升高，因此，凝汽器的吸熱量及蒸汽的冷凝度也會(huì)在一定情況下受循環(huán)水溫的影響，導(dǎo)致排氣壓力持續(xù)性遞增，最終使得凝汽器內(nèi)部的真空降低，而凝汽器結(jié)垢及真空的氣密性均會(huì)對汽輪機(jī)凝汽器的真空程度產(chǎn)生一定影響。

三、汽輪機(jī)輔機(jī)的檢修

（一）循環(huán)水泵檢修

在汽輪機(jī)輔機(jī)中，通過對循環(huán)水泵所出現(xiàn)的故障問題進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，對其故障情況在處理期間，應(yīng)對巡皇水泵在汽輪機(jī)整體機(jī)組中的功能加以明確，通過與設(shè)備故障所出現(xiàn)的表面征象相結(jié)合，進(jìn)而對故障所產(chǎn)生的具體位置進(jìn)行有效判定，以便使得故障檢修的精準(zhǔn)度得到加以提高。通過對實(shí)際運(yùn)行工況進(jìn)行分析顯示，若外界工作負(fù)荷在基準(zhǔn)指標(biāo)當(dāng)中，則可將因循環(huán)水泵而導(dǎo)致的供水故障確定為凝汽器裝置當(dāng)中，該問題發(fā)生的主要原因?yàn)?，凝汽器裝置在運(yùn)行期間會(huì)產(chǎn)生一定的雜質(zhì)，若該雜質(zhì)對內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成堵塞，那會(huì)就會(huì)使得水體循環(huán)量降低。對該情況在檢修期間，可采用疏通裝置對凝汽器裝置內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)行有效清除，直至其內(nèi)部結(jié)構(gòu)重新為真空狀態(tài)時(shí)，則表明可繼續(xù)投入到正常使用當(dāng)中。另外，需注意的是，水體循環(huán)期間，內(nèi)部水體的體積會(huì)逐漸減少，此時(shí)則需依據(jù)荷載運(yùn)行模式進(jìn)行定期的水體添加，從而使得水循環(huán)的荷載量得到有效保證。

（二）異常振動(dòng)的檢修

對該類故障情況進(jìn)行檢修期間，應(yīng)首先對轉(zhuǎn)子部件是否破損進(jìn)行詳細(xì)檢查，若存在變形則需及時(shí)更換新轉(zhuǎn)子。而對于機(jī)械部件中的摩擦情況進(jìn)行處理的過程中，則需考慮部件運(yùn)行過程中基準(zhǔn)參數(shù)是否具有間隙較大或碰撞等問題，若存在則需及時(shí)對有關(guān)部件加以優(yōu)化。對于汽輪機(jī)組中存在的氣流激震情況，需首先對汽輪機(jī)末端的葉片進(jìn)行合理調(diào)整，或者更改氣閥的輸入值，從而使得因氣流而導(dǎo)致的振動(dòng)問題得到有效避免。

（三）凝汽器真空度的檢修

火電廠內(nèi)的汽輪機(jī)輔機(jī)運(yùn)行期間，主要是采取喉部下凝汽器側(cè)的灌水撿漏或?qū)φ婵障到y(tǒng)停機(jī)的方式，以此判定凝汽器是否存在真空度偏低的情況。另外，還需進(jìn)一步增強(qiáng)對汽輪機(jī)軸封及噴嘴進(jìn)行檢查與清理，使得機(jī)組泄露情況得到有效避免，抽氣效率加以提升，借助化學(xué)除垢的方法對凝汽器進(jìn)行定期清理，也能夠使得凝汽器真空度降低的問題有效減少。

綜上所述，在火電廠中汽輪機(jī)輔機(jī)故障的發(fā)生，大多可通過易損部件的定期更換、常見故障檢查以及系統(tǒng)清洗等方式進(jìn)行減少或避免，因此，作為火電廠應(yīng)通過積極引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備與管理方案，定期對汽輪機(jī)輔機(jī)常見的故障情況進(jìn)行檢查與統(tǒng)計(jì)，并對故障的發(fā)生原因及解決方案等進(jìn)行總結(jié)與歸納，以避免下次相似故障的發(fā)生，通過采取合理、有效的故障排除方案，能夠使得火電廠汽輪機(jī)械正常運(yùn)行狀況得到保證。

參考文獻(xiàn)：

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