電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中的常見故障及應(yīng)對(duì)策略探討

張永峰

（深能安所固電力（加納）有限公司，廣東 深圳 518000）

電力已經(jīng)在人們生活工作中得到廣泛的應(yīng)用，電力是人們生活中不可缺少的重要能源。當(dāng)前，電廠生產(chǎn)過程中，離不開汽輪機(jī)的運(yùn)行，只有全面保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，才能確保供電效果與質(zhì)量，更好地服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。電廠在運(yùn)行過程中，需要對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行狀況做好管控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)日常運(yùn)行存在的問題，做好修復(fù)與維護(hù)，使汽輪機(jī)設(shè)備更加符合運(yùn)行的基本需求。電廠運(yùn)行需要各種設(shè)備的協(xié)調(diào)配合，汽輪機(jī)是火電廠的核心設(shè)備，如果出現(xiàn)問題，就會(huì)影響到質(zhì)量。汽輪機(jī)能否良好運(yùn)行，與日常科學(xué)的養(yǎng)護(hù)和管理是分不開的，可以說，養(yǎng)護(hù)工作是電廠實(shí)際運(yùn)行期間落實(shí)管控的一項(xiàng)核心內(nèi)容。

1 汽輪機(jī)的含義與診斷技術(shù)

電廠運(yùn)行是否安全穩(wěn)定，供電是否良好，汽輪機(jī)起到了決定性作用，汽輪機(jī)是不可替代的重點(diǎn)設(shè)備，如果運(yùn)行出現(xiàn)問題，則會(huì)直接導(dǎo)致電廠供電的不穩(wěn)定。汽輪機(jī)有自身的一套結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，從整體結(jié)構(gòu)上看，包括旋轉(zhuǎn)與靜態(tài)兩個(gè)部分，各個(gè)部分也有各自的子系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)部分包括主軸、動(dòng)葉、聯(lián)軸器，靜態(tài)部分包括軸承、空氣部件、氣缸。各個(gè)部分均是保證汽輪機(jī)工作的基礎(chǔ)，任何一個(gè)部分出現(xiàn)問題，都會(huì)影響到整體運(yùn)行效率。汽輪機(jī)工作時(shí)，能夠把熱能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能，也就是說通過動(dòng)葉氣道時(shí)，改變蒸汽噴嘴在蒸汽中的方向，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)葉輪順利旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)。如果是從工作原理上看，汽輪機(jī)也可以分成脈沖式汽輪機(jī)與反動(dòng)式汽輪機(jī)兩種類型。從熱力學(xué)上看，汽輪機(jī)可分為抽汽式汽輪機(jī)、背壓式汽輪機(jī)、冷凝式汽輪機(jī)、加熱式汽輪機(jī)等多種形式。在電廠運(yùn)行中最多使用的是冷凝式汽輪機(jī)，這是一種常見設(shè)備，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，包括循環(huán)水泵、凝水泵、抽氣器等。

正是因?yàn)槠啓C(jī)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)與運(yùn)行流程，才容易導(dǎo)致各種問題的出現(xiàn)，影響到汽輪機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量。當(dāng)前，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，已研究出多種故障診斷技術(shù)，有效應(yīng)用到了故障分析中，能夠及時(shí)快速地對(duì)故障點(diǎn)做出分析，保證了故障的快速排除。技術(shù)主要包括人工審計(jì)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別技術(shù)、專家診斷、邏輯診斷等。進(jìn)行設(shè)備診斷可用振動(dòng)法進(jìn)行初步的確定，使故障位置得到確定，同時(shí)也能夠有效推算出故障產(chǎn)生的大體時(shí)間，根據(jù)故障的成因，做好相關(guān)的維護(hù)與保養(yǎng)，使故障問題得到良好的解決。

2 電廠汽輪機(jī)運(yùn)行原理

汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，需要遵循一般的規(guī)律，實(shí)際運(yùn)行期間主要就是將蒸汽能量進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換，成為機(jī)械能旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械，在實(shí)際使用過程中，往往是以熱力特征為依據(jù)進(jìn)行汽輪機(jī)類型的劃分，包括凝汽式、供熱式、背壓式、抽汽式等。而當(dāng)前火電廠最常見的汽輪機(jī)就是以能源為基礎(chǔ)帶動(dòng)的設(shè)備，其能源主要為煤、石油、天然氣，以主要燃料作為電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的能量，以此保證汽輪機(jī)良好的生產(chǎn)性能。汽輪機(jī)運(yùn)行有自身的原理與流程，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，主要就是通過大量的能源輸入，燃料在鍋爐中燃燒和加熱后，就會(huì)出現(xiàn)水蒸汽，再通過特殊的汽閥和調(diào)節(jié)汽閥快速到達(dá)汽輪機(jī)中，通過嚴(yán)格工序流入到環(huán)形安裝噴嘴柵和動(dòng)葉柵，再做好膨脹做功的環(huán)節(jié)，人工轉(zhuǎn)換再產(chǎn)生一定量的推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，這樣最終對(duì)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)形成電能，再把電能向外部傳輸，服務(wù)人們生活與工作。

3 電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中的故障

3.1 軸承損壞故障

電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)各種不同的故障，影響到了汽輪機(jī)的穩(wěn)定性，對(duì)于常見的故障要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，避免出現(xiàn)更大的問題，其中，軸承損壞故障是最為重要的故障，出現(xiàn)損壞則會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)無法正常運(yùn)行。一般情況下，軸承運(yùn)行故障包括軸承磨損和破裂，另外，受機(jī)器設(shè)備長時(shí)間工作的影響，也會(huì)導(dǎo)致一定的損壞，惡劣條件下作業(yè)的汽輪機(jī)還可能會(huì)形成外力碰撞。為了解決好這些故障，則可能對(duì)普通軸承進(jìn)行一定的潤滑，提高運(yùn)行的整體質(zhì)量與效果，利用固定間隔避免滾珠和金屬結(jié)構(gòu)的互相磨損，如果在潤滑處理中使用不好的油質(zhì)，不但會(huì)影響到運(yùn)行的質(zhì)量，更會(huì)導(dǎo)致軸承準(zhǔn)確度不足。在環(huán)境的影響下溫度與濕度會(huì)產(chǎn)生變化，也是造成軸承物理損壞的成因。

3.2 真空下降故障

汽輪機(jī)真空下降故障也是主要的故障問題，一般導(dǎo)致汽輪機(jī)真空下降的成因非常復(fù)雜，要根據(jù)下降的影響因素針對(duì)性做好解決措施，真空下降因素包括快速下降和緩慢下降兩種情況，如果真空出現(xiàn)了下降現(xiàn)象，則會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)運(yùn)行效率的不穩(wěn)定。汽輪機(jī)循環(huán)泵如果沒有足夠量的水，就會(huì)造成進(jìn)口和出口之間的巨大溫差，設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)緩慢下降現(xiàn)象，設(shè)備工作效率提不上去，從而影響整體的運(yùn)行質(zhì)量。循環(huán)泵壓力下降至零，則汽輪機(jī)的真空度也會(huì)隨之快速下降，這樣，各部位的零件就形成了相互擠壓的情況，加劇了零件之間的摩擦力量。另外，汽輪機(jī)發(fā)熱也時(shí)有發(fā)生，如果出現(xiàn)這樣的狀況，則說明真空降低了，機(jī)器運(yùn)行時(shí)間過長是造成這種現(xiàn)象的成因。

3.3 油系統(tǒng)故障

電廠運(yùn)行是一個(gè)整體的系統(tǒng)性運(yùn)行，任何一個(gè)部分出現(xiàn)問題，都會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行的故障，傳統(tǒng)設(shè)備在長期運(yùn)行中，出現(xiàn)了老化陳舊的問題，一些電廠運(yùn)行缺少對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)與保養(yǎng)，沒有及時(shí)做到設(shè)備檢測(cè)，很多的設(shè)備出現(xiàn)了油系統(tǒng)故障，一般用了五年的汽輪機(jī)就會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，主要是缺乏足夠機(jī)油潤滑造成的，相應(yīng)機(jī)組就會(huì)不靈活，產(chǎn)生一定的摩擦，影響到了設(shè)備的安全性，最終造成電力供應(yīng)質(zhì)量下降。處理不當(dāng)，在繼續(xù)不斷摩擦中，甚至?xí)?duì)設(shè)備元件產(chǎn)生巨大的損壞，使汽油機(jī)壽命下降。從實(shí)際的運(yùn)行中看，影響油系統(tǒng)故障的還有油位變化，如果增高和降低均能夠造成機(jī)油的泄漏。

3.4 葉片受損故障

汽輪機(jī)葉片是最為重要的部分，要做好日常的保養(yǎng)與養(yǎng)護(hù)，如果葉片受損則會(huì)造成設(shè)備的性能下降，當(dāng)前，葉片受損的因素有設(shè)計(jì)和環(huán)境兩種。設(shè)計(jì)因素主要就是設(shè)計(jì)過程中，沒有充分考慮到后期的使用，在硬件自身上存在大的缺陷。在設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)各類參數(shù)做好嚴(yán)格計(jì)算，使各個(gè)部分都相互匹配，但是，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，沒有嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，而生產(chǎn)過程中也沒有遵循圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，最后生產(chǎn)出來的設(shè)備不符合標(biāo)準(zhǔn)，葉片受損后則會(huì)和設(shè)備發(fā)生沖突。值得一提的是，生產(chǎn)過程中，往往會(huì)用質(zhì)量不好的材料，增加損壞率。環(huán)境因素也是造成葉片損壞的主要成因，一般水流和溫度均會(huì)影響到葉片的工作，物理損傷后就會(huì)出現(xiàn)葉片折斷。

3.5 調(diào)速系統(tǒng)故障

汽輪機(jī)閥門和閥桿是主要的結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行過程中，起到了調(diào)速的作用，如果調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行不合理，就會(huì)出現(xiàn)問題，比如當(dāng)機(jī)器長時(shí)間運(yùn)行后，閥桿會(huì)出現(xiàn)鹽垢的現(xiàn)象，不利于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，汽輪機(jī)負(fù)載加重，往往會(huì)在問題部位出現(xiàn)磨損，造成設(shè)備問題。另外，使用質(zhì)量低劣的機(jī)油，往往會(huì)在運(yùn)行時(shí)影響潤滑，導(dǎo)致機(jī)器卡澀，相關(guān)的零器件空隙則會(huì)造成設(shè)備部件配合困難，摩擦力越大損壞活塞缸壁的情況越嚴(yán)重。

3.6 油膜振蕩與轉(zhuǎn)子摩擦振動(dòng)

汽輪機(jī)的運(yùn)行是一個(gè)高速的運(yùn)動(dòng)過程。在這樣的高速運(yùn)行情況下，往往會(huì)出現(xiàn)個(gè)別的振蕩，油膜振蕩是最為多見的問題，油膜在高速運(yùn)行中一般會(huì)承受較大的壓力，油膜穩(wěn)定性不足。如果油膜振蕩，那么汽輪振動(dòng)速度就會(huì)不斷加快，形成不穩(wěn)定的運(yùn)行，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸波動(dòng)加大，影響到了設(shè)備的穩(wěn)定性與安全性，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的成因是油膜和汽輪機(jī)間摩擦力加大。另外，轉(zhuǎn)子摩擦受振幅和振動(dòng)頻率影響大，有一定的波動(dòng)，如果長時(shí)間摩擦現(xiàn)象得不到解決，就會(huì)在運(yùn)行中產(chǎn)生渦動(dòng)，汽輪機(jī)中的轉(zhuǎn)子是一個(gè)特殊的裝置，其部位較重要，如果高溫和高壓均會(huì)出現(xiàn)腐蝕，轉(zhuǎn)子振動(dòng)就會(huì)高頻出現(xiàn)。

4 電廠汽輪機(jī)運(yùn)行常見故障應(yīng)對(duì)策略

4.1 汽輪機(jī)真空下降故障應(yīng)對(duì)策略

要想全面保證汽輪機(jī)的良好穩(wěn)定運(yùn)行，則要對(duì)各種故障進(jìn)行處理，為能夠有效應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)真空下降問題，則需要在汽輪機(jī)運(yùn)行中提取相關(guān)的參數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)做好正確的分析，找到問題的故障成因，根據(jù)不同的成因解決好真空下降故障、真空緩慢下降故障的問題。因?yàn)檎婵障陆倒收蠁栴}可能影響到汽輪機(jī)的穩(wěn)定性，如果處理后還得不到解決，則要通過降低汽輪機(jī)負(fù)荷的做法，強(qiáng)制性阻止真空下降，避免出現(xiàn)大的損壞，全面提高汽輪機(jī)運(yùn)行質(zhì)量與效率。

4.2 汽輪機(jī)軸承損壞應(yīng)對(duì)策略

汽輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行過程中的軸承損壞是比較多見的情況，軸承出現(xiàn)了問題，則需要從部件的問題查找，看是否是設(shè)計(jì)的問題，設(shè)備的內(nèi)部部件質(zhì)量達(dá)不到使用標(biāo)準(zhǔn)，則要更換設(shè)備軸承，避免損壞其他部件。在高溫狀況下的汽輪機(jī)軸承運(yùn)行，需要有一定的支撐力，如果支撐能力不強(qiáng)，則會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行中的破壞，當(dāng)發(fā)現(xiàn)破損軸承后，就要第一時(shí)間進(jìn)行維修，否則會(huì)降低汽輪機(jī)實(shí)際作業(yè)能力。汽輪機(jī)軸承必須要具備自身支撐和聯(lián)動(dòng)，如果起不到作用，則要強(qiáng)制中斷運(yùn)行，進(jìn)一步查找成因。此外，日常要做好維護(hù)與檢測(cè)，為能夠正確處理汽輪機(jī)軸承損壞故障，就要以預(yù)防為主，全面避免出現(xiàn)故障問題，保證設(shè)備穩(wěn)定性。汽輪機(jī)使用前檢測(cè)必不可少，設(shè)備投入使用之前，要由相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員做好標(biāo)準(zhǔn)性測(cè)試，根據(jù)出廠的標(biāo)準(zhǔn)做好性能檢測(cè)，這樣就能夠提前做好預(yù)防，避免運(yùn)行期間的故障問題發(fā)生而影響到汽輪機(jī)性能。設(shè)備檢測(cè)如果沒有問題，則說明設(shè)備可以投入使用，但這樣并不能說明今后就沒有必要進(jìn)行檢測(cè)，還需要做好安全性的檢測(cè)，這樣才能有效預(yù)防問題的出現(xiàn)。專業(yè)技術(shù)人員只有對(duì)安裝軸電流裝置、汽輪機(jī)實(shí)際溫度等進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試正常穩(wěn)定運(yùn)行后，才能夠?qū)⑵啓C(jī)投入使用。

4.3 汽前泵非驅(qū)動(dòng)端軸承溫度高應(yīng)對(duì)策略

汽輪機(jī)運(yùn)行往往出現(xiàn)汽前泵非驅(qū)動(dòng)端軸承溫度過高的問題，運(yùn)行中的溫度超過60℃，有的還會(huì)接近70℃，這是設(shè)備運(yùn)行的上限，為了保證溫度符合設(shè)備運(yùn)行需求，就要做好降溫處理，根據(jù)不同的狀況，在軸承室外臨時(shí)使用冷水降溫，這樣就能夠使軸承溫度降到55℃之下，提高軸承的運(yùn)行質(zhì)量。進(jìn)行降溫處理時(shí)，要對(duì)水嚴(yán)格檢測(cè)，避免外接冷水的直接進(jìn)入，一般情況下，需要使用軸承室自身冷卻水，外接冷卻水是非常危險(xiǎn)的，溫度過低不僅會(huì)造成加油孔的損壞，而且軸承燒毀的幾率速度也會(huì)增加。檢修技術(shù)人員要做好汽輪機(jī)汽前泵非驅(qū)動(dòng)端軸承檢修，要對(duì)各個(gè)部位進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承損壞的現(xiàn)象，一般包括軸承滾道、滾柱層脫層和裂縫，如果出現(xiàn)問題，則會(huì)在運(yùn)行時(shí)加大軸承摩擦力量，軸承無法正常運(yùn)行；還要對(duì)軸承室進(jìn)行檢查，避免存在大量雜質(zhì)；要嚴(yán)格使用軸承潤滑油，保證符合設(shè)備運(yùn)行需求，不能使用劣質(zhì)的油質(zhì)，油質(zhì)不對(duì)會(huì)產(chǎn)生溫度高的問題。所以說，專業(yè)的檢修技術(shù)人員要嚴(yán)格控制好各種故障，從更換汽前泵非驅(qū)動(dòng)端軸承做起，細(xì)致清理軸承雜質(zhì)，使汽前泵非驅(qū)動(dòng)端軸承實(shí)際溫度控制在55℃之下。

4.4 汽前泵非驅(qū)動(dòng)端軸承燒毀應(yīng)對(duì)策略

汽前泵非驅(qū)動(dòng)端軸承溫度過高，往往會(huì)造成設(shè)備的非正常運(yùn)行，進(jìn)行測(cè)量時(shí)實(shí)際溫度突然上升至70℃是很危險(xiǎn)的問題，有的控制不當(dāng)甚至?xí)仙?0℃。為了保證設(shè)備安全，則要緊急停止泵狀態(tài)，這樣才能避免出現(xiàn)更大的損壞，保證設(shè)備的安全。檢修技術(shù)人員要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，檢修期間如果發(fā)現(xiàn)油杯中是半杯油，而油還能沿著加油孔流入到軸承室，則需要堵住最初油杯排氣孔；油杯是假油位的，會(huì)對(duì)軸承造成燒毀。對(duì)前泵非驅(qū)動(dòng)端軸承進(jìn)行檢驗(yàn)和維護(hù)時(shí)，專業(yè)人員要對(duì)軸承室油位進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)油位的問題，如果位置不足正常高度要進(jìn)行補(bǔ)油，細(xì)致檢查油杯排空孔是否存在堵塞現(xiàn)象。合理控制好軸承室實(shí)際溫度，避免出現(xiàn)溫度突然升高的現(xiàn)象，此時(shí)需要檢驗(yàn)軸承室油路的問題，根據(jù)不同的成因解決好故障問題，保證設(shè)備良好穩(wěn)定運(yùn)行。

4.5 汽輪機(jī)系統(tǒng)故障應(yīng)對(duì)策略

電廠汽輪機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，內(nèi)部油溫過高或超出溫度標(biāo)準(zhǔn)，均能夠造成系統(tǒng)故障問題，如果系統(tǒng)溢油，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)閥門故障。要合理控制好油箱冷卻水溫度，一般保持在30℃，冷卻水水壓急劇下降，會(huì)造成設(shè)備的運(yùn)行故障，使設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定。因此，要全面做好故障的分析，如果出現(xiàn)上述問題，不難發(fā)現(xiàn)就是汽輪機(jī)油系統(tǒng)掛閥的問題，不能快速打開油動(dòng)機(jī)閥門，進(jìn)而使系統(tǒng)產(chǎn)生漏油或閥門難開的現(xiàn)象。

為了有效解決好問題，電廠汽輪機(jī)系統(tǒng)故障要由專業(yè)人員進(jìn)行檢測(cè)，檢修技術(shù)人員對(duì)電磁閥門進(jìn)行檢測(cè)，查看是否存在卡死狀態(tài)，對(duì)油系統(tǒng)及設(shè)備做好全面的檢測(cè)，避免油系統(tǒng)出現(xiàn)雜質(zhì)，存在雜質(zhì)要將其及時(shí)清理干凈，防止這些雜質(zhì)對(duì)系統(tǒng)的軸瓦和軸頸造成磨損，避免雜質(zhì)堵塞調(diào)節(jié)閥，在雜質(zhì)清理過程中，要全面打磨拋光，保證維護(hù)效果。

4.6 葉片受損故障應(yīng)對(duì)策略

葉片受損要分析是內(nèi)因還是外因，內(nèi)因產(chǎn)生的故障，要及時(shí)和生產(chǎn)部門溝通，查找設(shè)計(jì)上的不足，選擇合適的葉片做好更換，汽輪機(jī)運(yùn)行差異性決定了選擇不同的葉片，要保證兩者符合標(biāo)準(zhǔn)，才能保證運(yùn)行的質(zhì)量。外因就要查看水流沖擊力的情況，要及時(shí)做好調(diào)節(jié)，減少葉片磨損，要有效緩解水流壓力，對(duì)故障問題進(jìn)行全面解決，保證軸承溫度在合理范圍內(nèi)，要對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)做好保存記錄，對(duì)比參數(shù)后做好調(diào)整。

4.7 調(diào)速系統(tǒng)故障應(yīng)對(duì)策略

汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)卡澀影響到設(shè)備的運(yùn)行，要做到定期的檢查，使用質(zhì)量好的潤滑油，以此保證系統(tǒng)內(nèi)部零件潤滑性能。定期做好清洗，提高汽輪機(jī)密封性，避免出現(xiàn)漏油，對(duì)磨損大的部件要及時(shí)換掉，保證止逆閥密封。

5 結(jié)束語

綜上所述，汽輪機(jī)問題影響到了電廠的工作效率，要全面做好故障問題分析與解決，避免出現(xiàn)大的問題，影響到設(shè)備的穩(wěn)定性。專業(yè)人員要做好設(shè)備的日常檢測(cè)，及時(shí)更換、清洗，在保證汽輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升電廠發(fā)電效率。