汽輪機(jī)的運(yùn)行和故障分析

高蒙 陳琦

摘要：在電廠企業(yè)中，汽輪機(jī)是正確處理運(yùn)行的重要機(jī)械，如何這個(gè)部位出現(xiàn)任何的機(jī)械故障，特別是出現(xiàn)問題之后，工作人員沒有第一時(shí)間展開檢修工作或者延誤檢修時(shí)間，對(duì)企業(yè)對(duì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。基于此，文章對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)行情況以及產(chǎn)生故障的原因進(jìn)行分析，然后提出一些相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);故障分析;運(yùn)行

引言：

汽輪機(jī)在電廠中是非常重要的設(shè)備，它的穩(wěn)定運(yùn)行是為了確保電廠機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如果在工作期間的汽輪機(jī)出現(xiàn)任何故障，但是不能在第一時(shí)間內(nèi)獲得有效的維護(hù)或者修理，那么整個(gè)機(jī)組就很難正常運(yùn)行，這對(duì)于電廠而言其實(shí)造成了巨大的損失，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成人員的傷亡。汽輪機(jī)作為發(fā)電廠的主要發(fā)電設(shè)備，所以對(duì)其展開維護(hù)以及檢修工作是非常重要的一項(xiàng)任務(wù)，也就是說，為了提高汽輪機(jī)正常運(yùn)行的可靠性以及穩(wěn)定性，電廠需要加強(qiáng)技術(shù)人員的培訓(xùn)和指導(dǎo)，這樣才能保證技術(shù)人員基本較高的工作素養(yǎng)，從而保證汽輪機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，促使電廠的經(jīng)濟(jì)效益不斷提升。

一、汽輪機(jī)發(fā)生故障的主要原因

1.氣流激振的問題導(dǎo)致汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)的現(xiàn)象

出現(xiàn)氣流激振現(xiàn)象的主要原因體現(xiàn)在兩個(gè)方面，首先就是汽輪機(jī)在實(shí)際的運(yùn)行中，當(dāng)電量處于低頻狀態(tài)，這時(shí)候就會(huì)直接導(dǎo)致汽輪機(jī)組出現(xiàn)異常振動(dòng)，其次就是運(yùn)行參數(shù)導(dǎo)致振動(dòng)不斷增強(qiáng)，比如電量的負(fù)荷或者振動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)出的突發(fā)性，那么導(dǎo)致這些現(xiàn)象發(fā)生的原因其實(shí)有三點(diǎn)：第一，汽輪機(jī)在運(yùn)行發(fā)電，因?yàn)槿~片在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，收到了不均勻氣流沖擊的影響，最終導(dǎo)致汽輪激振，這就引起了汽輪機(jī)出現(xiàn)故障問題。第二，對(duì)于較大的機(jī)組來說，因?yàn)樗哪┘?jí)比起其他機(jī)組要長(zhǎng)的多，這樣就會(huì)造成氣流在葉片的膨脹末端產(chǎn)生一些紊亂的現(xiàn)象。第三就是當(dāng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也會(huì)發(fā)生氣流激振的問題，針對(duì)這個(gè)現(xiàn)象其實(shí)相關(guān)部門已提出了解決方案。

2.汽輪機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)引發(fā)的問題

因?yàn)槠啓C(jī)長(zhǎng)時(shí)間的工作導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)發(fā)熱以及變形損壞的情況，所以說，轉(zhuǎn)子的熱變形導(dǎo)致了汽輪機(jī)發(fā)生異常振動(dòng)為主要原因，所以需要進(jìn)行故障的排除。但由于熱變形導(dǎo)致汽輪出現(xiàn)振動(dòng)的特征表現(xiàn)在一個(gè)很大的方面，通常情況下是一倍頻率振動(dòng)慢慢往上遞增的，其實(shí)和轉(zhuǎn)子的溫度以及相應(yīng)的機(jī)器參數(shù)產(chǎn)生一定的關(guān)系。主要問題出現(xiàn)汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)發(fā)生負(fù)電荷，這個(gè)時(shí)候的轉(zhuǎn)子溫度會(huì)不斷增高，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)嚴(yán)重變形的問題，之后一倍頻的振動(dòng)頻率就開始上升，這樣就加大了轉(zhuǎn)子的變形程度。

3.汽輪機(jī)的葉片長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致?lián)p壞問題的發(fā)生

當(dāng)汽輪機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不停使用時(shí)，因?yàn)楫a(chǎn)生的摩擦導(dǎo)致機(jī)器出現(xiàn)磨損的問題，其中產(chǎn)生摩擦振動(dòng)的主要原因在于三個(gè)方面，首先是之前說過的轉(zhuǎn)子遇到高溫就出現(xiàn)變形扭曲的情況，然后造成機(jī)組的振動(dòng)，這樣就產(chǎn)生了新的不平衡問題，所以說，振動(dòng)的信號(hào)從始至終都沒有發(fā)生過任何的頻率變化，雖然還是工頻，但因?yàn)闆_擊加上外部因素對(duì)汽輪機(jī)造成運(yùn)行上的影響，最后就出現(xiàn)一些分頻以及高頻等現(xiàn)象的發(fā)生。其次，在發(fā)生摩擦?xí)r，汽輪機(jī)的振動(dòng)幅度產(chǎn)生一定的波動(dòng)情況，加上它的波動(dòng)時(shí)間相對(duì)比較久，在機(jī)器摩擦相對(duì)比較嚴(yán)重時(shí)，幅值和相位的波動(dòng)就開始停止，但是振動(dòng)的幅度會(huì)急劇增加，以上這些就是導(dǎo)致汽輪機(jī)發(fā)生故障的主要原因所在。

二、對(duì)汽輪機(jī)的故障問題實(shí)施有效的解決措施

1.對(duì)氣流激振的特征展開排除工作

汽輪機(jī)發(fā)生故障其實(shí)是多方面的，這需要我們一一排除其中發(fā)生故障的原因，也就是說，找出發(fā)生故障的主要位置，然后展開細(xì)致的維修工作。

針對(duì)氣流激振的主要特征在于對(duì)其故障做出細(xì)致的查找以及排除，但對(duì)這個(gè)故障的分析時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，通常情況下在半年甚至需要消耗一年的時(shí)間才能查出來。工作人員需要通過記錄汽輪機(jī)在工作期間機(jī)組每一次的振動(dòng)數(shù)據(jù)以及機(jī)組產(chǎn)生的負(fù)電荷數(shù)據(jù)等等，將這些數(shù)據(jù)做成曲線的形式然后對(duì)其進(jìn)行觀察。在曲線的觀察中我們可以看到機(jī)組振動(dòng)的主要變化趨勢(shì)以及范圍，然后從中找出機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)的主要原因，最后再采用對(duì)應(yīng)的維修措施。當(dāng)遇到這一類型的故障時(shí)，通常情況下是改變升降負(fù)電荷的速率去解決的，首先需要確定汽輪機(jī)組在工作中產(chǎn)生了多少氣流激振以及此時(shí)的工作狀態(tài)，然后采用降低機(jī)組負(fù)電荷的變化率以及避開產(chǎn)生氣流激振的負(fù)電荷范圍等方式，從而避免產(chǎn)生氣流激振故障的產(chǎn)生，并達(dá)到維修汽輪機(jī)組的最終目的。

2.結(jié)合轉(zhuǎn)子熱變的情況催機(jī)械故障進(jìn)行分析，然后做好排除工作

轉(zhuǎn)子因?yàn)楦邷貢?huì)出現(xiàn)兩種情況的變形，一種是暫時(shí)性的，另一種就是永久性的，這兩種完全不相同的故障其實(shí)發(fā)生的故障原理都是一樣的，都是因?yàn)檗D(zhuǎn)子質(zhì)量的偏心然后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)矢量振動(dòng)。在轉(zhuǎn)軸彎曲的過程中因?yàn)檗D(zhuǎn)速達(dá)到了某一個(gè)數(shù)值，這時(shí)候轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)幅度會(huì)產(chǎn)生一個(gè)凹谷”，最終導(dǎo)致汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)的發(fā)生。為了了解汽輪機(jī)發(fā)生的是哪一種故障，那就必須了解它的工作原理，從汽輪機(jī)的內(nèi)在原理中找出可能出現(xiàn)振動(dòng)的主要原因，然后在對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的維修工作。但不管是因?yàn)楦邷貙?dǎo)致的永久性變形還是暫時(shí)性的變形，為了促使機(jī)器可以正常運(yùn)行，其實(shí)都應(yīng)該及時(shí)更新轉(zhuǎn)子，這樣才能減少汽輪機(jī)發(fā)生異常振動(dòng)，然后從源頭上解決這個(gè)問題，這樣機(jī)組就不會(huì)產(chǎn)生任何的異常振動(dòng)了。

3.結(jié)合摩擦振動(dòng)的特征對(duì)汽輪機(jī)的故障展開分析并做出故障的排除

對(duì)于汽輪機(jī)來說，因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生的汽輪故障是非常常見的，汽輪機(jī)組的摩擦可能會(huì)產(chǎn)生機(jī)器的抖動(dòng)或者渦動(dòng)等現(xiàn)象。但做主要的原因是因?yàn)檗D(zhuǎn)子的熱彎曲，這個(gè)故障主要是因?yàn)橹啬Σ恋臏y(cè)溫已經(jīng)高于輕摩擦的溫度，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子表面的溫度出現(xiàn)不均勻的情況，因此，工作人員主要重視這些問題，只有這樣才能準(zhǔn)確分析故障的同時(shí)最好故障的排除工作。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，汽輪機(jī)發(fā)生異常振動(dòng)是非常常見的故障，同時(shí)也是不可避免的故障，因此，對(duì)于這類故障的發(fā)生，工作人員加強(qiáng)檢修，同時(shí)還要仔細(xì)觀察并分析故障發(fā)生的原因，然后對(duì)這些故障做出處理，這樣才能保證汽輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。期間需要要求故障維護(hù)部門不斷加強(qiáng)自身的技術(shù)水準(zhǔn)，通過先進(jìn)的技術(shù)手段以及檢測(cè)手段，快速找出故障發(fā)生的原因，然后采用正確的方式去排除這些故障，這樣才能保證整個(gè)機(jī)組的正常運(yùn)行，同時(shí)還能保證電廠的安全生產(chǎn)并帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。

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