電廠(chǎng)汽輪機(jī)運(yùn)行中的常見(jiàn)故障及應(yīng)對(duì)策略

袁斌良

（大唐山西電力工程有限公司，山西 太原 030006）

傳統(tǒng)汽輪機(jī)運(yùn)行，最為明顯的缺陷就是自動(dòng)化程度落后，控制的精確度不夠，缺乏可靠性。數(shù)字電液控制系統(tǒng)不僅可以將這些缺陷加以解決，而且還能促進(jìn)汽輪機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和高效性，提升工作的準(zhǔn)確度和便捷度。該系統(tǒng)是借助調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特征的作用，對(duì)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，此種措施的主要目的是保證汽輪機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，提升供電質(zhì)量，讓汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行能夠更加貼合電廠(chǎng)的需要。

一、汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

（一）由于運(yùn)行過(guò)程機(jī)組旋轉(zhuǎn)中心偏離導(dǎo)致振動(dòng)

1.汽輪機(jī)在啟動(dòng)的時(shí)候，如果暖機(jī)的時(shí)間不足，負(fù)載增加或者升速過(guò)快，將會(huì)導(dǎo)致氣缸熱膨脹或者系統(tǒng)調(diào)節(jié)不均，使得氣缸無(wú)法自由膨脹，使轉(zhuǎn)子與氣缸產(chǎn)生變形，導(dǎo)致工作中產(chǎn)生振動(dòng)。2.汽輪機(jī)在工作過(guò)程中，如果真空下降，會(huì)造成排氣的溫度過(guò)高，機(jī)組后軸承將抬高，最終機(jī)組旋轉(zhuǎn)中心發(fā)生偏差引發(fā)振動(dòng)。3.汽輪機(jī)在進(jìn)行大修后，其靠背輪的安裝不正確，即中心位置不準(zhǔn)，從而在工作時(shí)發(fā)生振動(dòng)，并且，振動(dòng)會(huì)隨著負(fù)荷的不斷增加，振動(dòng)也隨之增大。4.當(dāng)汽輪機(jī)在進(jìn)氣溫度過(guò)高情況下工作時(shí)，其氣缸與機(jī)組膨脹會(huì)變大，軸封會(huì)抬起等，這些情況會(huì)導(dǎo)致機(jī)組的軸向出現(xiàn)位移，從而造成振動(dòng)。

（二）凝汽器非真空狀態(tài)

凝汽器是電廠(chǎng)運(yùn)行中的重要設(shè)備。在實(shí)際的電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中，許多電廠(chǎng)汽輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)都不甚理想，長(zhǎng)期處于非真空的運(yùn)行狀態(tài)，在這種運(yùn)行狀態(tài)下很容易出現(xiàn)容器結(jié)垢，通常一個(gè)月左右就會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢問(wèn)題，故障發(fā)生率顯著提升，在三個(gè)月左右就會(huì)出現(xiàn)明顯的運(yùn)行故障，在這種情況下電廠(chǎng)汽輪機(jī)的運(yùn)行能耗會(huì)明顯增加，所以一定要認(rèn)識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，改進(jìn)電廠(chǎng)汽輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，減少系統(tǒng)結(jié)垢問(wèn)題的發(fā)生，通過(guò)對(duì)細(xì)節(jié)問(wèn)題的有效處理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能型的電廠(chǎng)汽輪機(jī)運(yùn)行，落實(shí)可持續(xù)發(fā)展重要思想。

（三）電廠(chǎng)汽輪機(jī)運(yùn)行控制模式缺乏合理性

關(guān)于電廠(chǎng)汽輪機(jī)的運(yùn)行，現(xiàn)存多種控制模式，合理的控制模式可使電廠(chǎng)汽輪機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)?，F(xiàn)階段我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠(chǎng)汽輪機(jī)的自動(dòng)化控制，在自動(dòng)化技術(shù)的作用下系統(tǒng)控制效率顯著提升，減少了人為因素對(duì)電廠(chǎng)汽輪機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的消極影響，但在一些電廠(chǎng)中汽輪機(jī)控制模式缺乏完善性，缺少設(shè)備狀態(tài)的審核環(huán)節(jié)，經(jīng)常會(huì)發(fā)出一些錯(cuò)誤的指令，在這種情況下系統(tǒng)運(yùn)行效果明顯降低，不僅會(huì)增加設(shè)備故障發(fā)生幾率，還會(huì)導(dǎo)致電廠(chǎng)汽輪機(jī)運(yùn)行能耗的增加，對(duì)于發(fā)電廠(chǎng)的生產(chǎn)非常不利。

（四）汽輪機(jī)振動(dòng)大的原因

1.跳閘前機(jī)組負(fù)荷下降的同時(shí)，供熱抽汽量增加。（1）負(fù)荷的下降造成轉(zhuǎn)子扭矩和軸心位置發(fā)生變化；（2）負(fù)荷的下降與供熱抽汽量增加相互疊加，造成真空升高，缸體發(fā)生變形、軸承標(biāo)高變化，易產(chǎn)生動(dòng)靜碰磨。2.2020年機(jī)組大修期間，低壓軸封、隔板汽封均更換為刷式汽封，且汽封間隙調(diào)整按中、下限調(diào)整。與上面的條件耦合后，最終導(dǎo)致機(jī)組發(fā)生了動(dòng)靜碰磨，機(jī)組振動(dòng)增大至跳機(jī)值。

（五）驅(qū)動(dòng)器問(wèn)題

在高溫高壓環(huán)境下，熱堆棧系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序，諸如電路退化、內(nèi)部金屬材料變形、各種存儲(chǔ)設(shè)備故障等，不僅損傷了驅(qū)動(dòng)器，還可能導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備的故障。驅(qū)動(dòng)器故障最常見(jiàn)的類(lèi)型可能會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器電路惡化或損壞。驅(qū)動(dòng)器連接動(dòng)作中的電路，延緩驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)作。所有故障都可以事先用驅(qū)動(dòng)器預(yù)測(cè)，盡早發(fā)現(xiàn)并修理斷層是非常重要的。

二、故障處理措施

（一）加大力度研究系統(tǒng)隱患

需要確保熱控制系統(tǒng)的安全性，有效消除現(xiàn)有的安全風(fēng)險(xiǎn)，確保有效穩(wěn)定的運(yùn)行，強(qiáng)化提高運(yùn)行效率的技術(shù)研究。根據(jù)實(shí)際工作條件，員工必須嚴(yán)格遵守工作規(guī)范，按照更可靠的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)跟蹤汽輪機(jī)的熱控制系統(tǒng)。為了解決系統(tǒng)的潛在危險(xiǎn)性，不僅需要確保系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，還需要考慮作為確保工作效率的主要方法。如果檢測(cè)到系統(tǒng)故障，可以馬上解決。

（二）定期維修易損件

定期監(jiān)視和維護(hù)各種設(shè)備控制器，定期清洗設(shè)備零件，固定清洗軟管，減輕作業(yè)負(fù)荷。一是定期清潔電纜的配線(xiàn)。接地系統(tǒng)不良的情況下，必須馬上開(kāi)發(fā)并維持溶液。二是在裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中，必須充分觀察機(jī)器的使用基準(zhǔn)。

（三）維持真空運(yùn)行狀態(tài)

凝汽器的泄露會(huì)導(dǎo)致電廠(chǎng)汽輪機(jī)脫離理想的真空運(yùn)行狀態(tài)，還會(huì)造成系統(tǒng)結(jié)垢，從而大幅度增加系統(tǒng)運(yùn)行能耗。基于此，電廠(chǎng)方面需重點(diǎn)關(guān)注凝汽器泄露問(wèn)題，促使電廠(chǎng)汽輪機(jī)可長(zhǎng)期處于真空運(yùn)行狀態(tài)。具體來(lái)講，需加強(qiáng)對(duì)凝汽器檢測(cè)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄露問(wèn)題和結(jié)垢問(wèn)題，定期對(duì)凝汽器進(jìn)行清理，利用自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)凝汽器進(jìn)行實(shí)時(shí)性檢測(cè)，收集凝汽器運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)在凝汽器控制系統(tǒng)中安設(shè)警報(bào)功能，當(dāng)運(yùn)行數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)間出現(xiàn)較大偏差時(shí)控制系統(tǒng)可發(fā)出警報(bào)，在警報(bào)系統(tǒng)的作用下可及時(shí)處理系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題，減少凝汽器泄露對(duì)電廠(chǎng)汽輪機(jī)產(chǎn)生的影響，保證電廠(chǎng)汽輪機(jī)一直處于理想的運(yùn)行狀態(tài)。在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中清理工作也需及時(shí)跟進(jìn)，清理主要目標(biāo)為凝汽器散熱裝置，避免凝汽器溫度過(guò)高，影響凝汽器的使用功能，通過(guò)此種方式提升電廠(chǎng)汽輪機(jī)的節(jié)能性。系統(tǒng)的清理工作需定期進(jìn)行，要結(jié)合實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)合理設(shè)定系統(tǒng)運(yùn)行周期，通常以七天為一個(gè)清理周期，全面清理凝汽器中的污垢，然后驗(yàn)證系統(tǒng)運(yùn)行效果，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面性的檢查工作，在這項(xiàng)工作完成后重新啟動(dòng)系統(tǒng)。

（四）注重高壓管閥的一般性檢修工作

火電廠(chǎng)高壓管閥之間的工作模式，通常以焊接的方式進(jìn)行連接，這種方法與法蘭連接的模式相比，更具有一定的優(yōu)勢(shì)。例如，從整體的效果來(lái)看，性能強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益佳。但是盡管如此，仍然存在一定的缺點(diǎn)，主要是在進(jìn)行拆卸時(shí)有一定的難度，并且對(duì)其閥門(mén)進(jìn)行檢修時(shí)只能展開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)檢修，而不能進(jìn)行單獨(dú)應(yīng)用水壓試驗(yàn)。很多廠(chǎng)家在進(jìn)行閥門(mén)焊接時(shí)，一般采用同一管道閥門(mén)的匹配材料，由此來(lái)更好地提升檢修工作，保障其嚴(yán)密的科學(xué)性。但是在這一過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意，如果高壓管閥同中低壓管閥，那么在實(shí)際的操作中沒(méi)有明顯的區(qū)別，往往是在于承受工作壓力與溫度的不同，這樣就會(huì)使其閥體與密封材料之間有一定的區(qū)別，因此對(duì)于高壓管閥檢修應(yīng)當(dāng)制定完善的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以更好地開(kāi)展工作。為了能夠更好地檢修其穩(wěn)定性，需要將高壓管閥與鍋爐共同展開(kāi)運(yùn)行，并且要能夠更好地根據(jù)汽水系統(tǒng)的特點(diǎn)以及其參數(shù)流程進(jìn)行準(zhǔn)確的掌握，從而達(dá)到更好的檢修工作效果。

（五）汽輪機(jī)進(jìn)水處理方法

汽輪機(jī)正常工作的過(guò)程中，工作人員要能夠進(jìn)行防護(hù)措施，避免在工作過(guò)程中汽輪機(jī)出現(xiàn)進(jìn)水的問(wèn)題。如果汽輪機(jī)汽缸發(fā)生進(jìn)水，就要立刻停止工作運(yùn)行，打破真空的環(huán)境，從而進(jìn)行回油以及軸承溫度的檢查。對(duì)于每一次進(jìn)行的檢查，工作人員都要進(jìn)行檢修記錄，后期檢修的工作提供一定的參考值。進(jìn)行檢查的過(guò)程中，要能夠規(guī)避溫度因素所的問(wèn)題。每一個(gè)工作人員應(yīng)當(dāng)重視并且要能夠掌握每個(gè)閥門(mén)之間的運(yùn)行狀態(tài)，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)解決，這樣才能夠有效地避免故障的發(fā)生，從而使汽輪機(jī)能夠正常安全運(yùn)行。

（六）各部位的動(dòng)靜間隙

實(shí)際上，對(duì)于機(jī)械的故障出現(xiàn)問(wèn)題的原因，主要是和機(jī)械的結(jié)構(gòu)有著很大的關(guān)系，受汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)的影響，汽輪機(jī)每個(gè)部件之間都會(huì)存在一定的間隙，如果間隙空間變大，那就會(huì)使機(jī)械設(shè)備無(wú)法正常工作，從而產(chǎn)生一定的問(wèn)題。 根據(jù)分析部件之間間隙產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行高壓、高溫的過(guò)程中，會(huì)影響間隙的出現(xiàn)。因此，應(yīng)當(dāng)在汽輪機(jī)檢修的過(guò)程中，注意每個(gè)部件之間的間隙情況，尤其在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間工作運(yùn)行之后，一定要能夠?qū)ζ鋭?dòng)靜間隙進(jìn)行檢查，為了能夠更好地保障后期的工作運(yùn)行，還可以及時(shí)的固定和修復(fù)部件之間的間隙，避免出現(xiàn)設(shè)備故障問(wèn)題。

（七）針對(duì)機(jī)組振動(dòng)所采取的措施

1.汽輪機(jī)振動(dòng)缺陷，主要是通過(guò)一些故障信號(hào)反映出來(lái)。安裝新的汽輪機(jī)或維修后的汽輪機(jī)，一定要通過(guò)試運(yùn)行以及進(jìn)行各項(xiàng)振動(dòng)測(cè)試合格以后，才能投送運(yùn)行。當(dāng)測(cè)試振動(dòng)超出規(guī)定時(shí)，要及時(shí)查找出原因，并根據(jù)情況采取措施，將振動(dòng)降低在規(guī)定范圍之內(nèi)，當(dāng)振動(dòng)恢復(fù)合格后才能投入運(yùn)行。2.制定相應(yīng)檢測(cè)措施。安裝相應(yīng)振動(dòng)檢測(cè)裝置，實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中振動(dòng)的情況，如果振動(dòng)幅值超過(guò)規(guī)定，檢測(cè)裝置將發(fā)出報(bào)警，提醒工作人員采取措施，防止發(fā)生重大事故。要加大振動(dòng)的監(jiān)控，要將監(jiān)測(cè)振動(dòng)常態(tài)化與制度化，要達(dá)到振動(dòng)幅值超出規(guī)定前，能夠及時(shí)將汽輪機(jī)停機(jī)，防止事故的擴(kuò)大。3.使用相應(yīng)傳感器有效進(jìn)行保護(hù)。在汽輪機(jī)經(jīng)常發(fā)生振動(dòng)的部位安裝傳感器，這樣能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)到各部位振動(dòng)發(fā)生的情況，根據(jù)傳感器實(shí)時(shí)發(fā)送的振動(dòng)信號(hào)，操作人員能夠隨時(shí)了解機(jī)組運(yùn)行情況，并且，控制設(shè)備能夠根據(jù)傳感器采集的信號(hào)，對(duì)機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)控制。

（八）加大資金投入，優(yōu)化電廠(chǎng)汽輪機(jī)運(yùn)行方式

電廠(chǎng)要革新發(fā)展理念，真正認(rèn)識(shí)到電廠(chǎng)汽輪機(jī)節(jié)能運(yùn)行的重要性，加大資金投入，針對(duì)性開(kāi)展電廠(chǎng)汽輪機(jī)節(jié)能性研究，不斷進(jìn)行電廠(chǎng)汽輪機(jī)升級(jí)改造，優(yōu)化電廠(chǎng)汽輪機(jī)的運(yùn)行模式，以此來(lái)推動(dòng)電廠(chǎng)的可持續(xù)發(fā)展?，F(xiàn)階段許多電廠(chǎng)只關(guān)注發(fā)電效益，在電廠(chǎng)汽輪機(jī)節(jié)能研究方面資金投入力度較小，缺乏節(jié)能研究主動(dòng)性，沒(méi)有認(rèn)識(shí)到電廠(chǎng)汽輪機(jī)節(jié)能運(yùn)行的重要性，在這種錯(cuò)誤理念的影響下，電廠(chǎng)每年會(huì)在電廠(chǎng)汽輪機(jī)運(yùn)行方面產(chǎn)生海量的額外能耗，極大增加了運(yùn)行成本。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度上看，電廠(chǎng)汽輪機(jī)的節(jié)能研究可節(jié)省大量運(yùn)行成本，對(duì)于電廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益的提升有非常明顯的幫助。關(guān)于電廠(chǎng)汽輪機(jī)的節(jié)能性研究工作，需加強(qiáng)電廠(chǎng)汽輪機(jī)運(yùn)行控制與自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合，完善電廠(chǎng)汽輪機(jī)自動(dòng)化控制功能，智能地對(duì)電廠(chǎng)汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使電廠(chǎng)汽輪機(jī)可一直處于理想運(yùn)行狀態(tài)，保證節(jié)能理念在電廠(chǎng)汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的有效落實(shí)。

（九）提高DCS 技術(shù)

檢測(cè)需要改進(jìn)DCS 技術(shù)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。檢查設(shè)備故障時(shí)，DCS 需要技術(shù)測(cè)試軟件來(lái)檢查機(jī)器的各個(gè)模塊，并顯示檢查結(jié)果。它在系統(tǒng)的定期維護(hù)管理中起著非常重要的作用。相關(guān)人員可以根據(jù)實(shí)際情況改變測(cè)量基準(zhǔn)，盡可能改善熱控制系統(tǒng)的工作環(huán)境。

結(jié)束語(yǔ)：電廠(chǎng)在應(yīng)用汽輪機(jī)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)不斷提升其應(yīng)用的價(jià)值，使其可以為電廠(chǎng)的生產(chǎn)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也讓電廠(chǎng)生產(chǎn)能夠更加順利，為了達(dá)成這一目的，需要對(duì)汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)特性進(jìn)行更加準(zhǔn)確的了解，在充分了解以后，才能繼續(xù)開(kāi)展接下來(lái)的工作，分析汽輪機(jī)系統(tǒng)部位運(yùn)行的情況，在得到以上信息以后，再制定具有針對(duì)性的措施，去維護(hù)汽輪機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。新機(jī)接收前，要對(duì)機(jī)組進(jìn)行各項(xiàng)振動(dòng)測(cè)試，必須合格以后再進(jìn)行裝機(jī)運(yùn)行。在機(jī)組運(yùn)行生產(chǎn)中，監(jiān)測(cè)振動(dòng)要實(shí)施常態(tài)化與制度化，要嚴(yán)格控制、監(jiān)測(cè)機(jī)組振動(dòng)情況，要對(duì)產(chǎn)生的振動(dòng)原因?qū)嵭锌茖W(xué)化的分析，確保汽輪機(jī)正常運(yùn)行。