汽輪機(jī)的常見故障和檢修分析

摘 要：由于汽輪機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和運(yùn)行環(huán)境的特殊性，所以導(dǎo)致汽輪機(jī)故障發(fā)生率居高不下，汽輪機(jī)故障發(fā)生很容易造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)后果，因此加強(qiáng)研究汽輪機(jī)常見故障問題及原因，并設(shè)計(jì)出有效的檢修方式是目前亟待解決的問題。下面我們就詳細(xì)分析汽輪機(jī)運(yùn)行中常見的故障，并提出一些檢修方式，以供參考。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；故障；檢修

引言

由于汽輪機(jī)本身結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，這就使平時(shí)的使用、保養(yǎng)和維修存在著一定的困難。因此汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性備受人們的關(guān)注。汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了汽輪機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，如果在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)期間出現(xiàn)故障，維修的時(shí)間一般較短，不及時(shí)的維修或在有限的時(shí)間內(nèi)未完成維修，都會(huì)直接的影響汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)效率和使用壽命。本文將針對(duì)這一現(xiàn)狀，對(duì)汽輪機(jī)常見的問題進(jìn)行探討，并分析研究汽輪機(jī)問題具體的診斷以及維修方法。

1 發(fā)電廠汽輪機(jī)常見問題

一般的，在汽輪機(jī)的運(yùn)行過程中，出現(xiàn)的大部分故障都會(huì)導(dǎo)致機(jī)組的振動(dòng)異常。通過對(duì)機(jī)組振動(dòng)現(xiàn)象的觀察，對(duì)汽輪機(jī)故障類型總結(jié)如下：

機(jī)組普通強(qiáng)迫振動(dòng)的四個(gè)表現(xiàn)特征：第一，汽輪機(jī)的質(zhì)量為達(dá)到平衡，故障的特征表現(xiàn)為振動(dòng)的平衡；第二，汽輪機(jī)剛度下降，故障特征表現(xiàn)為結(jié)合面差別震動(dòng)大，發(fā)生部位一般為落地軸承；第三，共振現(xiàn)象，故障特征表現(xiàn)在：汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速將要達(dá)到1600r/min時(shí)，會(huì)出現(xiàn)軸承座的振動(dòng)加速上升的現(xiàn)象。第四、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子不對(duì)中，故障特征表現(xiàn)為晃度較大。

機(jī)組非正常的強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)。與普通的強(qiáng)迫振動(dòng)相比較，非正常強(qiáng)迫振動(dòng)的相位和振動(dòng)幅度都很不穩(wěn)定，故障特征包括：第一，汽缸的膨脹不暢。故障的特征體現(xiàn)為，定速后軸承座的振動(dòng)卻逐步的增大。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)和汽缸脹差以及汽缸蓋的膨脹緊密相關(guān)。第二，聯(lián)軸器的螺栓松動(dòng)。這一問題的故障特征變現(xiàn)：汽輪機(jī)的晃動(dòng)、振動(dòng)和承載負(fù)荷有關(guān)。第三，裂紋轉(zhuǎn)子出現(xiàn)失衡現(xiàn)象，導(dǎo)致裂紋轉(zhuǎn)子本身的晃度和振幅經(jīng)常性的增大。第四，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子受熱彎曲，造成這一現(xiàn)象的主要原因是轉(zhuǎn)子的溫度和振動(dòng)為滿足轉(zhuǎn)子的正常要求。第五，在勵(lì)磁電流和振動(dòng)的共同作用下，發(fā)電機(jī)的熱彎曲。第六，汽輪機(jī)中心孔進(jìn)油。這是因?yàn)檗D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度加大溫度上升后，振動(dòng)的頻率也隨之增大，使進(jìn)油量越來越多。第七，軸承和主軸之間的動(dòng)靜摩擦。在對(duì)其檢修后會(huì)出現(xiàn)發(fā)散性的振動(dòng)波動(dòng)，但這種振動(dòng)與汽輪機(jī)承載的負(fù)荷沒有關(guān)系。

2 發(fā)電廠汽輪機(jī)常見問題檢修方式

引起汽輪機(jī)振動(dòng)的原因有很多，從機(jī)組的整體運(yùn)行狀況來分析，引起震動(dòng)的原因大體相同，即幾乎都是由一個(gè)問題引起的。對(duì)汽輪機(jī)問題的診斷，要從問題的具體表現(xiàn)特征入手。找出問題本身具有的特征，再根據(jù)這些特征表現(xiàn)，分析總結(jié)問題出現(xiàn)的類型。現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)診斷方法如下所述：

（1）對(duì)振動(dòng)特征的觀察和具體相關(guān)信息的收集。一般的，振動(dòng)特征分析包含以下內(nèi)容：分析振動(dòng)趨勢(shì)、找出轉(zhuǎn)速和振動(dòng)之間存的聯(lián)系、振動(dòng)頻率分析、振動(dòng)相位和振幅。需要收集的相關(guān)信息包括：汽輪機(jī)的檢修狀況、同行機(jī)組的運(yùn)營(yíng)信息、日常運(yùn)營(yíng)狀況的分析記錄、機(jī)組機(jī)構(gòu)信息等。

（2）對(duì)振動(dòng)特征進(jìn)行觀察和相關(guān)信息收集之后，要對(duì)問題的機(jī)理進(jìn)行認(rèn)真的分析，通過分析研究對(duì)故障的頻譜特征、故障發(fā)生趨勢(shì)特征和其它與其相關(guān)特征進(jìn)行提取，為故障的診斷和維修提供參考依據(jù)。

（3）明確汽輪機(jī)診斷的目的是對(duì)多發(fā)故障的排除，因此，盡量的使診斷方法簡(jiǎn)單高效。

3 發(fā)電廠汽輪機(jī)主要部件的檢修方式

3.1 汽缸。汽缸是汽輪機(jī)的重要組成部分之一，共分為上下兩個(gè)缸體。氣缸的內(nèi)部構(gòu)件主要有靜葉柵、轉(zhuǎn)子、隔板等。內(nèi)部的真空層可以有效的阻止空氣的進(jìn)入，并以此來提高汽輪機(jī)的可靠性和安全性。對(duì)氣缸的檢修，應(yīng)遵循以下步驟：第一，拆除儀表。拆除儀表包括兩方面的工作內(nèi)容：拆掉化裝板支架上的所有連接螺絲，但要保證壓條、支架、螺栓不被破壞的情況下，能夠?qū)⑺械幕b板吊去，同時(shí)要有效的保護(hù)化裝板上的噴漆。除此之外，還要對(duì)化裝板上的裝配序號(hào)進(jìn)行標(biāo)記，所有拆除零件都要定點(diǎn)擺放，以便更好的裝配。第二，拆卸汽輪機(jī)的保溫層。這并不是隨時(shí)都可以進(jìn)行的，需要等到汽缸上缸的溫度降到120°C之后才能夠進(jìn)行，同時(shí)還要小心操作，避免棉紗、木屑等落入保溫層中引起燃燒。第三，拆除調(diào)速氣門上的所有三腳架螺栓，拿出定位銷，吊走三腳架，之后拆除汽缸前后左右的法蘭螺栓，并要保證操作過程中螺栓不會(huì)出現(xiàn)蠕伸、彎曲、亂扣、毛刺等現(xiàn)象。第四，在對(duì)導(dǎo)桿進(jìn)行安裝時(shí)，要保證導(dǎo)桿的平滑。為了達(dá)到這一目的，可以在導(dǎo)桿上抹上透平油，之后進(jìn)行對(duì)角的安裝。還要及時(shí)的檢查汽缸的變形狀態(tài)和汽缸的結(jié)合面，對(duì)縱向水平的汽缸水平中分面也要及時(shí)的測(cè)量。

3.2 轉(zhuǎn)子。作為汽輪機(jī)的傳動(dòng)部位，轉(zhuǎn)子在汽輪機(jī)的運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用。對(duì)轉(zhuǎn)子的檢修包括：第一，對(duì)轉(zhuǎn)子的位置進(jìn)行標(biāo)記，并在軸頸的中部放置水平儀，再對(duì)下軸向的水平度數(shù)認(rèn)真的記錄。比較本次記錄和上次記錄的差距區(qū)別，確保測(cè)量的軸頸揚(yáng)度在規(guī)定的范圍內(nèi)。第二，靈活運(yùn)用千分表對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)行中晃度進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量之前要對(duì)千分表的準(zhǔn)確度進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。且測(cè)量前需要先觀察測(cè)量讀數(shù)，然后將測(cè)量后的讀數(shù)與之前記錄的讀數(shù)相比較，觀察兩次讀數(shù)是否一致。第三，測(cè)量汽輪機(jī)的動(dòng)靜葉間隙。其測(cè)量的部位是在汽缸結(jié)合面的兩邊，測(cè)量工具是契型塞尺，測(cè)量任務(wù)是對(duì)靜葉出口和動(dòng)葉出口間隙的測(cè)量。第四，拆除汽輪機(jī)聯(lián)軸器螺栓，將轉(zhuǎn)子吊出。需先拆除聯(lián)軸器的外面的罩殼和緊釘?shù)穆菟ǎ缓蟛鸪畔侣?lián)軸器端的方頭螺栓，并將汽輪機(jī)端和發(fā)電機(jī)端的聯(lián)軸器止口脫開。最后一步是對(duì)動(dòng)葉片的清理，對(duì)葉片和葉輪的整修和檢查，以及對(duì)推力盤和軸頸的檢查。

4 結(jié)束語

本文探討了汽輪機(jī)常見問題，分析研究汽輪機(jī)具體的診斷和維修方法，并對(duì)汽輪機(jī)中氣缸、隔板套、噴咀、隔板、轉(zhuǎn)子等主要部件的診斷檢修技術(shù)作了進(jìn)一步的研究。通過先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用，提高了汽輪機(jī)的利用價(jià)值和使用壽命。

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作者簡(jiǎn)介：張拱良，男，職務(wù)：熱電車間主任。