試論電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中的故障及其處理對(duì)策

張寶東

摘 要：汽輪機(jī)是電廠運(yùn)行主體設(shè)備之一，汽輪機(jī)在使用中操作不當(dāng)?shù)纫蛩鼐鶗?huì)導(dǎo)致不同程度的故障。文章將電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中的常見故障類型進(jìn)行了闡述，其中包括汽輪機(jī)異常振動(dòng)、凝汽器真空偏低以及油系統(tǒng)故障等。針對(duì)不同的故障要能分析其特點(diǎn)，并采取必要的解決對(duì)策，確保電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電廠；汽輪機(jī)；故障診斷；處理對(duì)策

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）12-0112-01

汽輪機(jī)運(yùn)行故障將造成電廠主體設(shè)備停機(jī)，影響工作效率，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。因此研究其故障特點(diǎn)并給與解決措施十分必要。試驗(yàn)證明，負(fù)載阻礙造成的啟動(dòng)失穩(wěn)是汽輪機(jī)故障的主要原因。要求維修人員對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行合理的分析，經(jīng)常進(jìn)行檢查，以降低故障產(chǎn)生的幾率，確保熱電系統(tǒng)穩(wěn)步運(yùn)行。

1 電廠汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)綜述

對(duì)電廠汽輪機(jī)的故障診斷具有多種方法。其中包括邏輯診斷、專家分析、對(duì)比分析以及人工審計(jì)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別等。基于電廠汽輪機(jī)故障的特點(diǎn)，振動(dòng)法是汽輪機(jī)故障的主要診斷方法，通過(guò)汽輪機(jī)的異常振動(dòng)狀態(tài)來(lái)確定故障產(chǎn)生時(shí)間、位置，并采取必要的解決措施。電廠汽輪機(jī)檢測(cè)還包括無(wú)損檢測(cè)技術(shù)、油分析技術(shù)和熱力學(xué)分析技術(shù)等。基于此而構(gòu)建的故障診斷系統(tǒng)主要依靠故障特點(diǎn)的分析來(lái)實(shí)施自動(dòng)化的診斷，目前主要設(shè)備為便攜式檢測(cè)儀表。

這種儀表的主要作用在于對(duì)啟動(dòng)狀態(tài)下的汽輪機(jī)油膜等零件參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)與正常運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)對(duì)比得到故障的位置。隨著科技的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的檢測(cè)設(shè)備開始應(yīng)用于電廠汽輪機(jī)故障檢測(cè)。其中以在線監(jiān)測(cè)儀表系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)智能檢測(cè)系統(tǒng)為代表。

在線監(jiān)測(cè)儀表系統(tǒng)是目前較為發(fā)達(dá)的檢測(cè)系統(tǒng)之一，在大型工業(yè)設(shè)備的檢測(cè)中具有積極的作用。其主要針對(duì)的是專家檢測(cè)系統(tǒng)，是在檢測(cè)目的明確的前提下采取的一種檢測(cè)方法。而智能檢測(cè)系統(tǒng)的生產(chǎn)和使用尚處于初級(jí)階段，智能設(shè)備致力于實(shí)現(xiàn)對(duì)全部型號(hào)的設(shè)備故障進(jìn)行分析，滿足以便攜式檢測(cè)儀表無(wú)法滿足大型系統(tǒng)故障診斷的需求，其應(yīng)用能夠提高檢測(cè)效率。

2 電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中常見故障的診斷與處理

2.1 汽輪機(jī)異常振動(dòng)的診斷和處理

2.1.1 油膜振蕩的診斷和處理

汽輪機(jī)的發(fā)電轉(zhuǎn)子通電后高速運(yùn)行，這一過(guò)程將造成油膜無(wú)法承受壓力而導(dǎo)致振蕩。高速旋轉(zhuǎn)破壞了其穩(wěn)定性，一旦出現(xiàn)這一故障，汽輪的振動(dòng)速度會(huì)進(jìn)一步加快，最終帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸劇烈跳動(dòng)。其主要原因是汽輪機(jī)與油膜之間存在較大的摩擦力，因此處理油膜振蕩的主要辦法就是使用規(guī)范的潤(rùn)滑劑來(lái)降低二者之間的摩擦力。潤(rùn)滑劑要具有一定的黏度，是為了防止油膜承受過(guò)大的承載力。另外，還可通過(guò)減小軸頸與軸瓦之間的接觸角、增加軸瓦軸承合金的寬度和減小軸瓦的頂部間隙等方法來(lái)降低油膜振蕩的幅度。

2.1.2 摩擦振動(dòng)的診斷和處理

汽輪機(jī)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，除了油膜產(chǎn)生振蕩外，機(jī)體的主軸承、葉輪以及其他相關(guān)部件均會(huì)發(fā)生一定程度的振動(dòng)，影響其穩(wěn)定性。其中，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)會(huì)對(duì)其質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，其振動(dòng)的幅值及頻率將出現(xiàn)波動(dòng)特性，甚至由于長(zhǎng)時(shí)間的摩擦力增大而出現(xiàn)渦動(dòng)現(xiàn)象。轉(zhuǎn)子處于汽輪機(jī)的特殊部位，需要承受高溫、高壓等特殊環(huán)境，有時(shí)還會(huì)受到一定的腐蝕。因此產(chǎn)生振動(dòng)在所難免。轉(zhuǎn)子的應(yīng)用頻率高，更換相對(duì)方便，因此要在經(jīng)常檢驗(yàn)和維護(hù)的前提下確保其質(zhì)量，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題要及時(shí)進(jìn)行更換，以免一個(gè)零件影響了機(jī)組的整體運(yùn)行。

2.1.3 轉(zhuǎn)子熱彎曲的診斷和處理

轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)換作用還使其容易發(fā)生熱彎曲，在高溫條件下轉(zhuǎn)子產(chǎn)生變形而影響了其工作效率，變形不同于破壞，雖然效率下降但不易被發(fā)現(xiàn)。要求維修人員進(jìn)行經(jīng)常性的檢測(cè)。在電廠運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)子熱彎曲在汽輪機(jī)組冷態(tài)起動(dòng)定速之后的帶負(fù)荷運(yùn)行階段常有發(fā)生。這是由于該階段轉(zhuǎn)子幾乎處于溫度最高狀態(tài)，也承受著來(lái)自葉片和軸的巨大壓力。從根本上解決這一問題，這個(gè)階段轉(zhuǎn)子在高溫環(huán)境中高速運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子的主軸、葉輪和葉片承受著巨大的應(yīng)力，因此解決這一問題要從設(shè)計(jì)過(guò)程中采用抗腐蝕、抗壓力的轉(zhuǎn)子材料，控制安全隱患。

2.2 凝汽器真空偏低的診斷和處理

汽輪機(jī)凝汽器的故障主要來(lái)自于凝汽器的真空度不足。在電廠設(shè)備運(yùn)行中，高溫度影響了凝汽器的真空度，最終造成其排氣壓力不夠而影響了其熱效率。凝汽器的設(shè)計(jì)也影響了其冷卻過(guò)程，冷卻面積與其受熱面積之間具有直接的關(guān)系。阻力也是造成凝汽器真空偏低的主要因素，長(zhǎng)期運(yùn)行的凝汽器不經(jīng)過(guò)檢查會(huì)存有大量的油垢，造成阻力過(guò)大，而影響其真空度。一般利用機(jī)組調(diào)停后對(duì)凝汽管進(jìn)行高壓沖洗。平時(shí)為了防止結(jié)垢，還應(yīng)在循環(huán)水中加阻垢劑和殺菌劑。

2.3 油系統(tǒng)故障的診斷和處理

汽輪機(jī)的故障主要來(lái)自于其運(yùn)行環(huán)境。火電廠發(fā)電是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，汽輪機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行于高溫、高壓環(huán)境中，易造成系統(tǒng)故障。雜質(zhì)主要影響潤(rùn)滑效果，從而造成軸瓦和軸頸的磨損增加，軸頸的表面粗糙度增大，使汽輪機(jī)反應(yīng)遲緩，最終造成系統(tǒng)故障。對(duì)于汽輪機(jī)軸瓦和軸頸的這類磨損采用堆焊結(jié)合拋光打磨的處理方式。這一過(guò)程并非來(lái)自于企業(yè)維修，而是在設(shè)計(jì)中就對(duì)設(shè)備進(jìn)行該處理，以增加軸頸和軸瓦的抗摩擦能力。而控制雜質(zhì)則是使用人員的主要任務(wù)，需要電廠工作人員對(duì)容易產(chǎn)生雜質(zhì)的部位進(jìn)行定時(shí)的停機(jī)清潔。如在檢修過(guò)程中對(duì)其軸瓦進(jìn)行清潔，確保其無(wú)油、無(wú)雜質(zhì)。維護(hù)人員要具有一定的經(jīng)驗(yàn)，快速進(jìn)行維護(hù)清潔，再準(zhǔn)確安裝。在對(duì)軸承箱進(jìn)行時(shí)，要采用系統(tǒng)清潔、存油、徹底清潔軸承箱的順序進(jìn)行。這一過(guò)程要適量使用清潔劑，確保清潔徹底。在油系統(tǒng)故障診斷過(guò)程中，由于其主要問題就是雜質(zhì)造成的運(yùn)行失穩(wěn)。因此，操作人員要時(shí)刻保持冷油箱以及油箱的清潔，對(duì)其進(jìn)行日常維護(hù)，按時(shí)更換出現(xiàn)穿孔和破損的油箱濾網(wǎng)。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行日常維護(hù)，注重其管道清潔。最后對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)雜質(zhì)清理完畢后，要采用整體油循環(huán)的方式對(duì)其進(jìn)行整體上的清潔，是保證汽輪機(jī)油系統(tǒng)穩(wěn)定的最根本策略。循環(huán)油量還要大于正常油量，同時(shí)加裝濾網(wǎng)以完成對(duì)汽輪機(jī)組的儲(chǔ)油系統(tǒng)與輸油系統(tǒng)的清潔，按時(shí)更換濾網(wǎng)。

總之，油系統(tǒng)故障處理十分重要，這一故障常導(dǎo)致汽輪機(jī)機(jī)組被迫停機(jī)、汽輪油泵出口逆止閥關(guān)閉不嚴(yán)，或者機(jī)組不能維持空負(fù)荷運(yùn)行或者大量的漏油現(xiàn)象，需要及時(shí)進(jìn)行處理。因此，需要對(duì)油系統(tǒng)故障進(jìn)行完整的分析，采取及時(shí)、正確的解決策略，確保汽輪機(jī)和整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié) 語(yǔ)

汽輪機(jī)組在整個(gè)火電廠設(shè)備中占據(jù)主要地位，汽輪機(jī)的穩(wěn)定性決定了機(jī)組的運(yùn)行效率和運(yùn)行安全。因此，發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)的故障，并采取必要的解決手段十分具有必要性。汽輪機(jī)常見故障均發(fā)生在其主體零件中，如轉(zhuǎn)子、油膜等部位。其主要原因是汽輪機(jī)長(zhǎng)期處于高溫、高壓等環(huán)境中。需要使用者經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行檢查，對(duì)存在故障隱患的零件要提早進(jìn)行更換，以免帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)損失。

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