汽轮机本体常见故障检修分析

汽轮机本体常见故障检修分析

冯强

陕西能源煤炭运销有限责任公司 ， 陕西省西安市 ， 710000

摘要：汽轮机是火力发电系统中最为关键的设备类型，随着相关工艺应用水平的提升，汽轮机本体结构不断复杂化，在出现故障时，必然会对机组运行安全带来负面影响。本文在简要阐述汽轮机结构及工作原理的基础上，分析了较为常见的故障类型，结合运行实际提出了对应的故障检测策略，以期为汽轮机故障检修工作开展提供思路参考。

关键词：汽轮机本体；故障；检修

就结构类型而言，汽轮机是热力原动机的一种，其动力来源是热力燃烧产生的蒸汽。在电力能源系统中，汽轮机具有运行功率大、能源利用效率高、损耗低、运行安全等方面特征。由于汽轮机的发明和应用已经有较为悠久的历史，因此其生产技术已经较为成熟，运行维护难度较小，成为火力发电的关键设备。就我国电力行业的应用而言，汽轮机又分为冲动式和反动式两种类型，二者的运行原理存在一定的差别，但是在主要结构上，都包括本体、调节保安装置和辅助设备几个组成部分。由于本体结构所具有的重要性，使得对其故障检修也成为重要的工作内容。

1、汽轮机本体常见故障类型

1.1 振动故障

汽轮机本体振动故障是在设备运行中较为常见的故障类型之一，由于其振动幅度存在明显差异，因此常会被检修人员所忽略。本体振动现象产生的原因较为复杂，整体结构不平衡是最为常见的原因之一^[1]。由此是轴承的油膜自激震荡和转子间隙自激震荡现象，所造成的低频震荡现象更为常见。同时，在汽轮机系统运行中，在转子发生热变形或者摩擦加剧的情形下，也会造成不同程度的振动故障现象。

1.2 叶片故障

叶片故障是汽轮机本体长期运行积累的必然结果，尤其汽轮机运行原理的限制，在高速运转的情形下，必然会出现零件磨损现象，并且还会由于水蒸汽的腐蚀造成逐步受损。其中故障发生最为严重的部位属于末级长叶片，在受到严重腐蚀并且运维保障不到位的情形下，就会使得汽轮机在运行中无法稳定气流。这些问题的存在，在出现的前期会造成汽轮机损耗运转效率低下，给系统运行效率带来负面影响，而在情形逐步严重时，则可能会产生气流激阵现象，从而造成严重的本体振动故障。

1.3 真空下降

在汽轮机系统运行中，发电机的工作状态会出现不够稳定的现象，循环水的入口温度也会存在一定偏差，同时还会出现水流大小变化等。这些异常因素都会使汽轮机本体出现真空状态。同时，在汽轮机本体的凝汽器密封达不到标准要求的情形下，也会造成空气注入汽轮机内部，从而出现真空下降问题。这些现象的存在，不仅会直接造成汽轮机工作效率下降，额定功率降低，还会使得汽轮机系统整体运行成本增加，给发电厂整体运行带来较大的负面影响。

1.4 汽轮机膨胀不均

汽轮机膨胀不均所产生的原因多是气缸膨胀受阻或加热不均，在长期性膨胀不均问题出现时，会造成轴承位置和标高出现偏差不断扩大的趋势，由此造成转子中心发生变化，使得轴承的支撑刚度不断降低，载荷无法满足正常运转的要求。尤其是在停开机操作中，在气缸死点处的两只轴瓦会出现一高一低的明显偏差，由此造成温度发生明显变化^[2]。在出现这种明显的偏差现象时，会造成轴承部位动静两部分摩擦加剧，振动现象明显加剧。

2、汽轮机本体常见故障检修策略

2.1 振动故障的检修

由于振动故障的发生率较高，在日常运维工作中，要求工作人员能够加强对机组振动现象的认识，不仅要做好故障处理工作，还要能够做好相关的数据统计分析，从更深层面分析振动故障现象产生的原因，进而找出最为优化的解决办法。在检修工作中，可以对轴系中心进行基础性的调整，在必要的情形下，还可以通过转子动平衡试验，对轴承负荷进行合理调整，尽量消除由于质量不平衡带来的影响。同时还可以适当增加轴瓦比压，减少油膜振荡现象的影响。在汽轮机进行开停机操作时，还要对膨胀、轴向位移、缸温等参数进行观察和调整，提前做好低速暖机工作，避免由于长时间临界转速运行带来的气缸温差过大、进水甚至是热弯曲现象。在运行期间，如果振动现象较为明显，需立即上报对采取对应的措施加以处理，以确保运行安全并降低由此带来的经济损失。

2.2 叶片故障的检修

针对叶片蚀损等问题，设计人员一方面要根据问题产生的直接原因做好内部结构和各个系统的优化，另一方面则要能够关注和处理疏水等重点环节，解决好漏水和堵塞等问题。在具体检修工作开展中，可以根据运行结构特征设计多个疏水点，尽量降低末级长叶片出现蚀损现象的可能性。其次是要能够做好叶片、拉筋、转子等各个部位的检查工作，确保检修质量满足汽轮机运行的基本要求^[3]。最好是要根据汽轮机运行状况的调整，在低参数、低负荷的工作窗口，及时做好排放管道内的水分清理工作。

2.3 真空下降的检修

真空下降问题的解决，对运维人员的技能水平有较高的要求，在进行检修时，要能够利用一定的方法将汽轮机控制在真空状态，并通过相关的设备测定出汽轮机运行时的实际运行状态，将测定值与理论值相对比的情形下，找出故障原因并通过调整水循环等方式调整好运行环境，确保真空状态保持在限定要求范围内。

2.4 膨胀不畅的故障检修

在四缸四排汽轮机组运行中，较为容易出现压缸现象，尤其是在开机阶段的操作中，转子膨胀与气缸膨胀速度会出现偏差导致气缸受阻现象。在出现这种问题时，就要求检修人员要及时对轴承箱和滑销系统进行检查，避免造成润滑不足而出现的卡涩现象。同时，在进行机组检修和改造时，还要做好台板的改进和更换，尽量减少轴承箱与台板间的摩擦系数。在进行开机操作时，应当先启动中压缸并完成膨胀后，再进行后续操作。

3、结束语

汽轮机的运行状态控制对火力发电系统的正常运行具有重要的保障作用，因此日常运维检修工作的开展不仅对汽轮机设备自身运行稳定性具有重要的保障作用，还对火力发电厂经济效益的实现具有重要影响。在日常工作开展中，从重点层面分析汽轮机本体的常见故障，提前采取对应的措施预防和解决这些问题，是相关从业者必须重视的问题。

参考文献

[1]陈向新.火电厂机组汽轮机本体检修措施探讨[J].科技经济导刊,2019,27(04):94.

[2]孟辉.汽轮机本体常见故障分析及处理对策探讨[J].山东工业技术,2019(01):178.

[3]刘元振.汽轮机本体常见故障分析及处理对策探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2018(28):97.