火電廠汽輪機輔機常見故障及檢修方法研究

孫景楊

摘 要：電力已經成為現代社會最為重要的能源之一。目前，我國電力來源主要是靠火力發電，因而確保火電廠的穩定安全運行就顯得尤為重要。汽輪機組的運行環境較為特殊，加之汽輪機輔機本身結構的復雜性，因而運行過程中出現故障的幾率也就比較大，汽輪機組運行的異常會直接對火電廠工作效率及其質量產生影響。火電廠需要設置專門的檢修隊伍對汽輪機輔機進行定期的維護和故障檢修，為火電廠的正常工作提供保障。針對于此，本文就火電廠汽輪機輔機的常見故障進行了分析，并提出了相應的檢修方法。

關鍵詞：火電廠 汽輪機輔機 常見故障 檢修方法

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（b）-0055-03

汽輪機作為火電廠發電工作系統的重要組成部分之一，其運行的正常與否會直接反映在發電機的工作狀態上。當汽輪機電機組出現故障時，火電廠發電也會受到阻礙，進而對人們的生活和社會生產造成負面影響。汽輪機輔機結構較為復雜，故障的類型也較為多樣，因而在實際的火電廠工作中，必須要對汽輪機輔機的運行給予足夠的重視，采取恰當有效的故障處理措施，確保火電廠發電系統的正常運行。

1 火電廠汽輪機輔機檢修的重要性

隨著我國經濟的發展和工業生產方式的變革，社會的用電需求量不斷提升，與此同時，我國電力系統也日漸完善。對于火電廠來說，汽輪機的運行狀態直接影響到發電系統工作的穩定性和效率。為了確保發電的連續性必須要確保發電機組的正常運行，因而火電廠需要對汽輪機輔機進行定期檢修，確保火電廠的經濟效益，為社會生產和人們的生活提供更多便利，促進我國經濟的健康可持續發展。發電廠的維護部門工作中，保障汽輪機運行的安全性與可靠性是其重要的工作內容，很多火電廠已經設置了專門的人員負責汽輪機的日常保養和故障檢修處理。檢修相關技術人員要提高對汽輪機組維護的重視程度，火電廠要加強檢修人員的上崗培訓和在職培訓，不斷提高檢修人員的專業水平。檢修人員要在日常工作中積累設備養護經驗，提高自身實際問題的解決能力。定期的保養維護可以減少汽輪機輔機故障的出現，汽輪機組可以在一個相對穩定的狀態下運行。對故障發生率進行有效的控制，可以降低汽輪機的維修成本，保障火電廠的經濟效益，同時安全事故可以得到有效控制，保障了火電廠工作人員的生命安全。

2 火電廠汽輪機輔機常見故障分析

2.1 循環水泵故障

循環水泵是火電廠汽輪機組十分重要的組成部分，一旦出現故障將嚴重影響火力發電的效率和持續性。我國目前大多數火電廠采用節流調節作為發電機組的主要工作方式，這種手段操作難度較小且成本較低，但是其弊端也十分明顯，節流調節較為粗糙，因而調節的效果無法得到保證，無法對循環水泵的運行速度和工作狀態進行有效控制，容易造成真空不穩定情況的出現，進而對整個汽輪機組乃至火電廠發電系統產生嚴重的負面影響，造成供電穩定性和可靠性的下降。此外，汽輪機組受負荷狀態的影響明顯，當汽輪機組長時間在低負荷狀態下運行時，循環水泵的運行效率大大降低，而能耗隨之提高，造成了火電廠經濟效益的降低，因而必須要對循環水泵故障進行有效處理。

2.2 前置泵故障

前置泵泄漏是火電廠汽輪機組運行中十分常見的故障形式，造成這種故障的主要原因是設備機械部分的腐蝕。前置泵工作運行需要與水進行接觸，經歷長時間的運行，前置泵的機械密封表面容易受到嚴重的腐蝕，加之空氣或者是其他介質的作用就會發生化學反應，使得整個機械部位被侵蝕，泄漏問題隨之發生，且前置泵的材質較為容易受到腐蝕，因而泄漏故障發生幾率也比較高。泄漏故障的出現會導致運行穩定性的降低，嚴重時還會造成安全事故的出現，威脅工作人員的生命健康安全。除了泄漏故障之外，機械密封動靜環接觸面磨損也是前置泵常見的故障。

2.3 給水泵故障

火電廠汽輪機組給水泵主要的故障表現為無法在汽輪機啟動之前完全掛閘，熱控回路以及汽輪機機械問題都會導致掛閘的失常。首先是熱控回路的影響，給水泵熱控回路出現問題時，系統指定的保護動作無法得到落實，設備反應遲鈍，給水泵在汽輪機啟動之后無法順利進行掛閘，造成汽輪機組運行失常，發電效率大大下降；其次是汽輪機機械部分的問題，給水泵在長期的使用過程中，掛閘電磁閥門前濾網會堆積很多的灰塵或者是其他的雜物，如果沒有進行定期的保養和清理，過濾網就會出現堵塞情況，進而造成給水泵的故障。

2.4 凝汽器真空度偏低

凝汽器是汽輪機輔機凝器設備的主要組成部分，包括凝結水泵、抽氣裝置和循環水泵等結構。火電廠汽輪機組的凝汽器一般設置在汽輪機的排氣口，在工作過程中凝汽器需要保持高度的真空狀態，從而確保汽輪機內的蒸汽可以膨脹為排氣壓力，促進汽輪機熱效率的提高。真空度是影響凝汽器使用的關鍵因素，低壓軸封斜口、軸封加熱器運行市場、負壓部位出現泄漏以及低壓缸安全膜破損等情況都會導致凝汽器的真空度出現下降，進而導致排氣溫度的上升或者是機組異常振動等情況。如果汽輪機組的運行環境內溫度較高，凝汽器真空度下降的負面效果會更為明顯，這主要是因為在高溫條件下機組內循環水的溫度也會相應提高，凝汽器的吸收熱量受到影響，在高溫下蒸汽冷凝難度更大，汽輪機組的排氣壓力隨之提高，凝汽器內部陷入惡性循環，真空度逐漸降低。真空氣密性受損以及凝汽器結垢是導致其真空度下降的主要原因。

2.5 汽輪機異常振動

異常振動的情況在汽輪機運行過程中十分常見，造成汽輪機異常振動的原因也各不相同，其中氣流激振、摩擦振動和轉子受熱變形引起的汽輪機異常振動占據了絕大部分。在氣流激振的條件下，汽輪機會有大量低頻分量的出現，如果汽輪機的運行參數設置不恰當，設備本身振動的幅度會明顯增大，出現異常振動情況。摩擦振動主要是指汽輪機內部機械件相互摩擦引起的異常振動，機械元件之間的摩擦會導致抖動、渦動情況的出現，這時轉子的內部溫度會出現變化，不同部位的溫度出現顯著差異，轉子的不均勻溫度作用下出現熱彈性彎曲，變形的轉子工作就會導致汽輪機的異常振動。導致轉子熱變形的一個重要原因就是摩擦，除此之外，蒸汽參數、轉子溫度等也會對其變形指數產生影響，當轉子的變形超出正常范圍內時，汽輪機的一倍頻振幅會顯著增加，在待機組冷態啟機定速達到相關標準的情況下機組振動就會發生異常。endprint

3 汽輪機輔機檢修方法

3.1 循環水泵檢修

檢修人員要明確循環水泵的常見故障，根據故障表現判斷具體的故障部位，提高檢修的效率。當負荷條件正常，循環水泵異常出現水量不足的情況時，其故障的發生部位很可能是在凝汽器。循環水泵在長期的使用過程中凝汽器很容易堆積一些雜物，發生堵塞情況造成循環水量不足的故障。當出現此類故障時，技術人員可以采用輔助抽氣器對凝汽器內堵塞的雜物進行清理，當循環水泵凝汽器出口恢復真空狀態時便可以正常使用了。在實際的工作中也可以對凝汽器內的水量進行適當增加，確保循環水泵水量的充足。操作閥門作為循環水泵的重要部件，承擔著調節冷卻水進水量的重要作用，同時，還可以對循環水泵進行定速控制，是汽輪機輔機正常運行的重要保障。火電廠可以在現代化技術的支持下，利用PLC、PID設計出專門的反饋控制系統，嚴格控制循環水泵的運行狀態，同時對水量也可以進行小范圍調控，確保汽輪機的真空運行狀態，盡可能減少故障情況的發生。

3.2 前置泵檢修

火電廠要制定科學合理的設備檢修制度，技術人員要根據汽輪機組不同設備的特點選擇恰當的檢修方案和故障處理方法。前置泵的檢修要堅持周期性的原則，定期地對設備進行維護保養，確保其運行狀態的穩定性。軸承、機封以及聚四氟乙烯墊都是容易受到磨損從而影響前置泵運行的部位，檢修人員對容易出現問題的泵體零件、管道密封件以及其他密封零件等進行及時更換，避免零件問題影響到整個設備的運行。根據發電廠規模、前置泵型號以及工作強度的不同，檢修的周期包括一年、半年、季度、月以及班次，其中不同周期檢修的側重點也存在明顯的差異，每個班次都需要對前置泵的軸承潤滑程度以及進出水壓力進行檢查，月檢修的重點在軸承潤滑油情況，半年檢修是要對機械密封程度、泵軸承與井巷以及左右緊固部件的可靠性等情況進行重點關注，在進行前置泵的年檢修時需要對潤滑油進行更換，檢查泵的磨損程度。檢修人員要將定期檢修制度落實到實處，嚴格執行檢修方法堅持檢修原則，排除設備部件故障，為其運行穩定性提供保障。

3.3 給水泵檢修

現代化的火電廠受到工業生產模式變革和科技的影響，汽輪機運行過程中充分應用了重新設計和改造的思想。為了及時發現故障，減少經濟損失，火電廠建立了科學合理的設備監控系統，即使是在汽輪機組正常運行的狀態下監控系統也會進行工作，以實現對給水泵運行的實時全過程監控。當系統出現故障情況下給水泵汽輪機跳閘沒有正常工作時，整個系統的運行狀態也不會受到影響，在一定程度上保障了火電廠的經濟效益。在設備監控系統中，擴展繼電器的合理應用至關重要，必須要對其給予足夠的重視。監控系統的順序控制系統、水泵汽輪機危機跳閘系統以及信號協調控制系統的合理銜接，關系到整個系統的應用效益。熱控掛閘不達標是常見的水泵汽輪機故障，為了避免這種情況的發生，設備操作人員需要加強日常管理控制。當水泵汽輪機滿足熱控掛閘條件時，操作人員應當對設備的機械部分進行針對性的故障排查，濾網是檢查的關鍵部位，只有當濾網過濾正常時掛閘才可以實現。

3.4 凝汽器真空度檢修

汽輪機組運行過程中凝汽器真空度偏低的故障十分常見。目前我國大多數火電廠采用灌水檢漏的方式對凝汽器的真空度進行檢修。主要方法為對真空系統停機和后部下凝汽器側進行灌水，檢查是否有漏水情況發生，當出現漏水時則說明凝汽器的密封性受到破壞，因而造成了真空度偏低的情況。除了真空度偏低檢修之外，在實際的火電廠機輪機輔機檢修中，汽輪機噴嘴以及軸封也是檢修的重點，需要按照既定的周期進行檢查和清理，從而對汽輪機組的泄漏部位進行排除，當泄漏情況得到改善之后，抽汽效率也會得到顯著的提升。同時，還可以采取化學除垢的方法對凝汽器進行處理，避免凝汽器真空度下降問題的出現。有經驗的檢修人員可以對凝汽器進行補焊、打磨處理，提高真氣度，為了及時發現凝汽器存在的問題，火電廠要根據自身的實際情況制定設備定期保養方案，檢修人員要按照既定的周期對凝汽器進行檢查，當發現設備硬件出現問題時要進行及時的調整完善，或者是進行設備部件的更換，盡可能地避免真氣度過低的情況出現。

3.5 汽輪機異常振動檢修

轉子熱變形、氣流激振以及摩擦振動等情況都有可能造成汽輪機的異常振動，檢修人員在工作過程中，需要根據異常振動的具體情況推斷引起振動的原因。影響因素不同所采取的具體的檢修方法也應當有所區別，只有這樣才能確保檢修工作成效的最大化，從而實現汽輪機維護保養的目標。對于轉子熱變形引起的汽輪機異常，當檢修中發現并確定是摩擦振動引起的異常振動時，可以進行轉子的更換，轉子更換后觀察汽輪機的運行狀態，沒有異常振動時不需要再去采取其他的措施。轉子熱變形也會引發汽輪機的異常振動，該問題的檢修措施參考摩擦振動。氣流激振產生主要是因為葉片末端的氣流不穩定，進而導致汽輪機輔機的氣流不均衡，氣流沖擊引發氣流激振，汽輪機便會出現異常振動，針對該故障可以對汽輪機組的積水量進行適當的調整，并觀察高壓調速氣門的情況，必要的情況可以進行一定的調節，通過上述措施可以對氣流激振情況進行有效的改善。

4 結語

汽輪機輔機故障會對火電廠其他設備的運行狀態產生影響，進而影響到火電廠的發電效率和經濟效益。相關技術人員需要提高對汽輪機輔機的重視程度，定期進行設備保養好維護，及時對系統進行清洗，對汽輪機輔機容易出現故障的地方要給予足夠關注，對易受損的部件進行定期的更換，盡可能減少汽輪機輔機故障的發生。火電廠要對當前的設備維護管理模式進行創新，采用先進的設備故障檢修技術和管理手段，做好故障分析總結，為后續工作中的問題提供經驗。同時要加強員工培訓，提高設備檢修人員的專業素質和能力，全面提高汽輪機輔機的故障檢修工作水平。

參考文獻

[1] 謝小華.火電廠鍋爐輔機設備檢修的常見故障與排除研究[J].通訊世界，2017（10）：145-146.

[2] 張興華.火力發電廠汽輪機凝汽器真空度低原因分析及措施探討[J].科技展望，2016（25）：59，61.

[3] 馬運翔，薛江濤，劉曉鋒，等.1000MW二次再熱超超臨界汽輪機組摩擦故障分析與處理[J].電力工程技術，2017（1）：113-116.

[4] 陳曉陽.淺析汽輪機運行中調節系統的常見故障及處理措施[J].中國高新技術企業，2016（36）：81-82.

[5] 汪棟金.大型火電廠汽輪機軸承振動大的原因分析及處理[J].工程技術研究，2016（8）：105-106.endprint