試論電廠汽輪機的常見故障及處理對策

王煥亮

齊魯石化公司熱電廠乙烯動力站

1 汽輪機的組成和基本工作原理

汽輪機是一種較為精密的重型機械設備，通常在高溫高壓蒸汽環境下進行高轉速的工作，一般需要與蒸汽鍋爐、凝汽器、加熱器、發電機等組成成套的發電設備，各設備一同協調配合工作產生電力。汽輪機主要由靜止部分和轉動部分組成，靜止部分包括汽缸、靜葉柵、隔板、軸承、汽封等；轉子則包括主軸、聯軸器和葉輪、葉片等。由鍋爐產生的高溫蒸汽首先進入高壓缸和中壓缸，在蒸汽熱能的推動下，葉片、葉輪帶動主軸轉動，實現能量由蒸汽熱能向機械動能的轉化。汽輪機各轉子由聯軸器連接至發電機轉子，同時將汽輪機扭矩傳遞給發電機，從而使發電機轉子轉動產生電能。

2 電廠汽輪機故障維護工作重要性

電廠在正常工作時，除了要對電廠設備定期進行檢修和維護外，還要準確排查電廠汽輪機出現的故障，發現故障后要及時進行解決處理，如果要快速發現問題并解決，就要詳細了解電廠設備，另外還要重視電廠設備維護管理工作的重要，這樣才能提高電廠設備管理水平、提高設備的利用率和提高設備的管理效率，隨著電力能源結構不斷提高，若要保證電力能源的正常供應，就要加強日常電廠設備管理工作，以滿足電力需求為重點管理工作，汽輪機作為電廠運行中的一個重要組成部分，為了保障電力工作可以生產穩定的提供電力能源，在日常發電管理管理工作中必須要加強汽輪機組的檢查，發現問題后才可以及時解決，通過日常定期維護和保養來減少汽輪機故障的發生，提高電廠設備的利用率，以此來保障電廠可以安全穩定可靠的正常運轉。

3 汽輪機常見的故障分析

3.1 汽輪機凝汽器真空偏低

在汽輪機輔機中，凝汽器作為凝汽設備的組成部分，主要以凝結水泵、循環水泵和抽氣裝置等為主。利用凝汽設備在汽輪機排汽口建立并維持高度真空，這樣處于汽輪機中的蒸汽膨脹為相對較低的排氣壓力，有利于汽輪機熱效率的提高。而且汽輪機的排氣凝結成潔凈的凝結水晶，并將其作為鍋爐給水，實現循環使用。由于汽輪機凝汽器真空度會對汽輪機正常運轉帶來直接的影響，在一旦真空度下降，則會導致排汽溫度升高，機組會出現振動等故障。而且當外界溫度較高時，循環水溫也會隨之升高，從而對凝汽器的吸熱量和蒸汽的冷凝溫度帶來較大的影響，提高排氣壓力，從而造成凝汽器真空度的下降。另外，真空氣密性和凝汽器結垢等都是導致汽輪機凝汽器真空度下降的主要原因。

3.2 汽輪機轉子不平衡

正常情況下，轉子在高速轉動下是處于一個動平衡狀態的，這也保證了轉子運轉的穩定性。但在長期使用下，轉子會不可避免地發生一定的扭曲和變形，轉軸也會出現一定程序的磨損，使得轉子高速轉動時的動平衡被打破。這種情況一方面會造成軸承磨損的加劇，另一方面也造成了主軸扭矩輸出的不穩定，嚴重的還會影響到整個發電系統的正常運行。汽輪機在出廠和檢修時，一般都會專門對轉子的動平衡進行檢測，因而也很少會出現因質量問題而造成的轉子不平衡，而長期使用下轉子的變形、轉軸的摩擦等因素又是很難被控制的。

3.3 汽輪機異常震動

在汽輪機運行過程中，當出現氣流激振、轉子熱變形及摩擦振動等情況時都會導致汽輪機發生異常振動。當氣流激振情況發生時，會有大量的低頻分量產生，同時還會受到運行參數的影響，從而導致振動越發明顯。轉子溫度和蒸汽參數與轉子熱變形具有直接的關系，當轉子出現熱變形時，會導致振幅增加。當有摩擦情況存在時，會有抖動和渦動等現象發生，不僅轉子內部受溫不均勻，而且還會導致轉子熱變形故障發生。

4 做好電廠汽輪機的檢修以及故障的處理

4.1 汽輪機輔機凝汽器真空偏低的檢修

在對汽輪機輔機真空氣密性降低的情況進行檢修時，可以檢查凝汽器側是否存在漏氣情況，并在停機情況下向真空系統內進行灌水進行檢漏。對于噴嘴和汽輪機軸封需要定期進行檢查和清理，及時對漏氣點進行消除，以此來進一步提高抽汽效率。同時還要利用化學方法來清除凝汽器內部的污垢，有效果的提高凝汽器的真空密封性。

4.2 汽輪機葉片損壞的處理

針對葉片損壞的外部原因，電廠應加強對葉片的采購和使用管理，在選擇汽輪機葉片時必須要注意葉片的規格、強度、耐腐蝕和老化性等，確保其滿足汽輪機工作環境和生產負荷要求。其次，在汽輪機運行中，要加強各個運行環節故障和隱患的維修工作，減少運行故障對葉片的損壞，對于已經損壞的葉片應及時更換，以免影響生產和造成機組軸系的損壞。

4.3 汽輪機異常振動的檢修

不同原因導致汽輪機異常振動時，采取的檢修方法也不同。氣流激振主要是由于葉片末端氣流紊亂而導致氣流不均衡造成氣流沖擊，這種現象具有不可避免性，一旦氣流激振情況發生，需要對機組給水量、高壓調速汽門進行調節，有效避免氣流激振狀態，從而達到消除氣流激振目的。當由轉子熱變形導致汽輪機異常振動時，需要對轉子進行更換。而對于摩擦振動導致的汽輪機異常振動情況，在處理上可以參照轉子熱變形的處理方式。

總之，電廠汽輪機的運行與電力安全、電力生產密切相關，電廠的組織與技術部門要高度重視電廠汽輪機的養護工作，將積極預防和體系防范的策略與理論應用在電廠汽輪機日常工作之中，實現對電廠汽輪機問題和事故的全面識別和分析，排除電廠汽輪機隱患和風險，同時增長電廠汽輪機養護質量和人員綜合能力，實現電廠汽輪機的安全、正常、穩定運行，有效提高電廠汽輪機運行效率和能源利用率，達到保障電廠生產、電廠安全和電廠供電的能力與效果。

[1]曹金梁.發電廠汽輪機的故障分析與解決對策[J].科技展望，2016，26(29)：75.