汽輪機運行中故障原因分析及應對措施

劉暢

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱150046）

0 引言

汽輪機是將蒸汽的能量轉換成機械功的旋轉式動力機械。可以利用汽輪機的排汽或中間抽汽滿足生產和生活上的供熱需要。在化工企業中，如采用國內先進的雙加壓法生產技術，需要使用蒸汽。在試車和開車時，所用蒸汽是由公司熱電廠提供。壓力3.5 MPa高壓蒸汽進入汽輪機做功，做功以后的蒸汽焓值降低，進入換熱器中將蒸汽凝結成水，不凝氣體由抽氣器抽出，冷凝液回收進入系統循環。

1 汽輪機的型號

選用NK32/36，入口蒸汽壓力4.1 MPa，入口溫度420℃，出口壓力0.012 MPa，正常蒸汽耗量14.2 t/h，正常轉速11060 r/min，跳車轉速12774 r/min，額定軸功率3718 kW，正常軸功率3380 kW。

2 汽輪機單試過程遇到的問題

1）汽輪機排氣側X向振動高YISA6402X。

2）控制室“505Turbine Control”顯示調速器閥位與現場實際指示相差較大，跟蹤滯后。

3）速關油壓建立不起來。

3 汽輪機故障原因分析及處理措施

汽輪機運行中會出現故障，要及時發現和預防，否則就會給企業帶來很大的經濟損失，因此在汽輪機的正常運轉時，就要時刻觀察設備的運行狀況。

3.1 汽輪機振動高的危害及處理措施

汽輪機振動高的危害主要是可以使汽輪機組部件連接處松動；動靜部分發生摩擦；汽輪機葉片動應力過高而疲勞折斷；保安器誤動作；流道部分發生摩擦和磨損。

3.1.1 汽輪機振動高故障原因及處理措施

汽輪機在單機試車中，由于沒有與其他三機相連，所以壓力要求不高，汽輪機并不需要太多的能量來做功。相反，在單試進氣壓力在3.1 MPa左右，容易造成汽輪機入口的調速器閥門開度波動大，流量不穩定。汽輪機的轉速由“505控制系統”通過調速器閥門自行調節，使設定轉速SP與實際轉速PV相等。從本次汽輪機單機試車的現象可以看到，調速器閥門打開后，閥門開度在6 s時間內從0%達到37.2%。實際轉速從0 r/min快速升到1770 r/min后，調速器閥門迅速關到0%，轉速又很快下降。在此種情況下，實際轉速的快速升高往往伴隨汽輪機排氣側振幅高，達到了聯鎖值75 μm，引起聯鎖停車。

處理措施：將汽輪機進氣壓力由3.1MPa降到2.1MPa，重新沖轉后振幅最高達到69.2 μm，持續3 s后迅速下降，并穩定在7.4 μm，重轉成功。

3.1.2 汽輪機軸封壓力故障原因及處理措施

汽輪機在沖轉前缸體疏水不及時，并且汽輪機軸封帶液。汽輪機缸體有5根疏水管線分別是：輪室疏水一根、平衡管疏水一根、軸封疏水兩根、速關閥前疏水一根。汽輪機啟動前，需要對入口的蒸汽管線進行暖管。在暖管過程中，雖然速關閥與調速器處于關閉狀態，仍然不排除有高壓蒸汽漏入汽輪機的可能。因此，在汽輪機啟動前將6根疏水管線保持一定的開度，防止缸體積液。軸封帶液在機組運行中可能使軸端密封損壞，嚴重的使機組發生水擊，危害機組的安全運行，很容易造成振動高、軸位移增大、脹差減小或者出現負脹差。

處理措施：在汽輪機單試過程中，主控室顯示軸封壓力0.18～0.2MPa（表壓），現場信號管冒氣較大，在一定程度上增加了蒸汽對轉子的沖擊，從而間接引起了汽輪機在沖轉過程中振動的增加。一般軸封壓力控制在0.1MPa為合適。

3.2 調速器閥位主控室與現場指示問題及處理措施

在汽輪機具備啟動條件時，主控室操作員在“505TurbineControl”上按下運行鍵“Run”。操作員設置目標轉速，轉速給定回路按30～50 r/min的升速率，將階躍的目標轉速變換為線性變化的轉速給定值，以轉速給定值SP與實測轉速PV的差值Δn作為調節信號。通過改變調速器閥門的開度，控制機組的轉速。只有Δn=0，調解過程才結束。只要轉速給定值不變，若出現內部擾動使Δn≠0時，調節系統立即調節，使SP=PV。但用差值信號進行調節時，必須配置積分器或積分環節，以使在Δn=0時，保持調節器輸出信號≈閥位信號，使調節閥的開度不致因Δn=0而關閉。在現場，我們可以通過二次油壓來判斷現場閥位指示的開度。本次試車主控顯示閥位與現場顯示閥位如下：A1（15%，0%），B1（26.2%，8.2%），C1（21.6%，14.8%），D1（35.6%，36.3%），A2（12%，8%），B2（24%，28%），C2（29.4%，32.8%），D2（23.7%，21.3%）。從上可以看出，控制室輸出的閥位與現場存在明顯的滯后，從控制室輸出命令到現場執行，又從現場執行回到控制室進行比較需要的時間較長，這就需要儀表人員減小系統內的積分時間，增大微分值。通過不斷調整嘗試，使其信號穩定。

3.3 油壓故障原因及處理措施

汽輪機在建立速關油壓時，發現速關油壓建立不起來。后來檢查發現在速關組合件回油管線內，墊片堵在管道內，導致回油管線不通，從而無法建立速關油壓。該分廠在對油路管線吹掃和清洗時，采用的中壓蒸汽。由于壓力溫度較高，使墊片軟化。在復位過程中沒有檢查墊片的正常與否。

處理措施：對管線進行拆卸，更換新墊片。在對管線的清新吹掃結束后，按要求對墊片進行更換。

4 結論

在汽輪機單試過程中，有可能會遇到許多問題，只要認真處理，就可以從汽輪機的工藝操作和儀表系統入手，綜合分析，排除設備的所有故障，為順利試車做好準備。

［1］ 潘寶良.淺論火力發電廠電氣運行中故障原因及應對措施［J］.科技資訊，2012（20）：135.

［2］ 蔡藝.分析火力發電廠電氣運行中故障原因及應對措施［J］.電源技術應用，2012（11）：85.