汽機運行監測診斷

欒永剛

摘 要：汽輪機在當前我國的工農業生產中有著廣泛的應用，隨著技術的進步，汽輪機的系統結構變得越來越復雜，為維護汽輪機安全、穩定的運行，更多、更為先進的運行監測診斷技術和措施得到了應用。本文結合筆者的實際工作經驗，對汽輪機的常見故障、運行監測措施進行了較為深入的探討。

關鍵詞：汽輪機；常見故障；監測；監督

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）24-0061-02

隨著我國國民經濟的快速發展，對于能源供應的質量提出了更高的要求。作為大型動力機械的汽輪機，是發電機組中最為關鍵的驅動設備之一。進入新世紀后，更多的汽輪機被投入到工農業生產之中，在該背景下，業界和學術界更為關注汽輪機的研究工作。在線監測、故障診斷等現代化技術被應用到汽輪機的監控和優化工作當中。

1 汽輪機常見故障

1.1 轉子不對中故障

軸承和轉子是構成汽輪機的重要機械部件，利用聯軸器將不同的轉子連接起來。在現實中，轉子不對中故障的類型主要包括以下幾種：

（1）轉子不對中。主要是因為氣缸載荷兩端變形不均勻所導致的。（2）聯軸器不對中。主要是因為聯軸器偏移或兩軸中心線傾斜所導致的。（3）軸承不對中。安裝軸承的過程中出現傾斜或是由于軸承磨損導致中心線出現相應的角度，導致工頻振動現象的出現。

1.2 轉子質量不平衡故障

主要是指由于材質方面的原因，導致在轉軸之上材質分布存在明顯不均勻的現象，主要包括以下兩種類型：首先是轉子出現質量偏心問題；其次，轉子部件存在缺損、剝落的現象。導致轉子質量不平衡故障出現的原因多種多樣，但歸納下來，主要如下：首先是在制造、安裝轉子的過程中出現誤差；其次，在制造過程中，由于材料密度分布不均勻所導致的；最后，由于長時間處于運行狀態，摩擦所導致的微動磨損，導致轉子質地出現根本性的變化，進而造成更為嚴重的振動。[1]

1.3 動靜碰摩故障

處于長時間運行狀態下的汽輪機，由于轉子不對中、熱彎曲、質量不平衡等問題的影響，會明顯改變機組的相關參數，增大轉子的振動幅值，進一步減小動靜配件之間的間隙，從而產生和加劇動靜摩擦現象。該過程具有高度的復雜性、動態性，主要涵蓋了全周摩擦以及部分摩擦兩種類型，會導致轉子出現異常轉動的現象，甚至會產生嚴重變形的轉軸彎曲變形的情況。

1.4 基座松動故障

在汽輪機的運行過程中，基座是起到關鍵做的部件，將直接決定汽輪機能否長時間穩定的運行。結合筆者的實際工作經驗來說，出現基座問題，通常都需要較為漫長的時間周期，混凝土開裂、底板松動、地腳螺絲松動都有可能導致基座問題的出現。另外，安裝環節所產生的誤差因為機組長時間振動也有可能導致基座松動故障。

2 汽輪機運行中的監視

2.1 脹差的監視

在正常運行狀態下，因為汽輪機的轉子與氣缸的穩定已趨于穩定，通常不會出現較大幅度的脹差變化，但也需要注意的是，必須高度重視對脹差的監視工作，如果在機組運行過程中，出現較大幅度的工況變化，則相應的也會產生較大幅度的脹差。

2.2 機組真空的監視

在真空減少的情況下，會出現汽輪機總比焓降降低的現象，在不改變進氣量的前提下，會嚴重影響機組的功率輸出。若在真空減少的情況下繼續長時間保持滿負荷運行的狀態，那么蒸汽量必然會驟然增大，進而導致汽輪機前幾級過負荷。[2]因此，在汽輪機產生真空減少的情況下，必須要在最短時間內找到問題的原因，并按照規定要求正確的進行處置。

2.3 再熱蒸汽參數的監視

通常情況下，由于中壓調速氣門誤關或者是調節系統發生故障，會導致再熱蒸汽壓力升高。必須要在最短時間內找到問題的原因，并按照規定要求正確的進行處置。對于再熱蒸汽的溫度來說，主要是由鍋爐的工況和特性所決定的。

2.4 主蒸汽參數變化的監視

通常情況下，汽機負荷同鍋爐出力沒有達到平衡狀態，就會導致主蒸汽壓力出現明顯的變化，而導致變化現象出現的原因，主要包括：汽包爐給水溫度由于高壓加熱器運行不正常發生變化、直流爐燃水比不當、減溫水調整、鍋爐燃燒調整等原因。相關技術人員盡管無法直接控制汽溫、汽壓，然而也必須正確認識到確保汽輪機保持正常參數的重要性。一旦汽溫、汽壓出現大幅度變化，超出規定要求的數值，那么必須在最短時間內恢復鍋爐的蒸汽參數到正常數值。

2.5 負荷和主蒸汽流量的監視

如果出現主蒸汽流量變化同負荷變化不相匹配的情況，主要是因為抽氣量變化、真空變化、主蒸汽參數變化所導致的。一旦出現對外供給蒸汽量較大幅度變化時，必須高度關注該段抽氣與上一段抽氣之間是否存在著較大幅度的壓差，杜絕由于隔板擾度增大或者是隔板應力超限引起動靜部件碰撞，進而導致相關故障的產生。

一旦機組負荷出現相應變化的情況下，必須及時的檢查、正確的調整凝汽器水位與水箱水位。

由于負荷發生變化，那么各段抽氣壓力也不再保持原先相對固定的值，從而對軸封段、加熱器和除氧器的壓力帶來明顯的影響，因此，必須及時、有效的調整這些設備。如果無法正常維持軸封壓力，那么必須按照要求進行汽源的切換，如果確有需要，那么需要及時、有針對性的調整軸封加熱器的負壓水平。[3]負壓過大或過小都會導致問題或故障的出現。過大，會影響真空；過小，會導致油中進水問題的出現。在對負荷進行增減時，還必須根據需要對循環水泵的運行臺數進行科學的調整，高度關注低壓加熱器疏水泵的啟停、高壓加熱器疏水的切換、調速泵轉速的變化、給水泵再循環門的開關等。

3 汽輪機運行中的監督

3.1 汽輪機的振動監督

由軸承的剛性以及轉子振動特性決定了橫向和垂直的振動值。對軸承振動進行測量時，必須最大限度保持機組的真空、參數和負荷在相同的水平之上，以便開展比較分析工作，并將測量到的數據如實的填寫和記錄，作為日后優化改善工作的基礎臺賬，重點監測存在問題的軸承。endprint

在正常負荷情況下，機組通常都只會產生較小幅度的振動。一旦出現較大幅度的振動，則必須按照規定要求進行上報，并對氣缸膨脹、軸向位移、排汽溫度、真空、壓力、潤滑油溫度、蒸汽參數等進行全面而細致的檢查，若發現問題因素，必須及時采取針對性的措施進行優化和調整，并繼續觀察振動的變化情況。

3.2 軸向位移變化監督

部分機組安裝了推力瓦油膜推理表，利用該儀表，技術人員可以更好的對軸向位移情況和推力瓦的工作情況進行有效的監視。

通常情況下，軸向位移停機保護值設置為：推力瓦烏金厚度減小0.1毫米到0.2毫米，在該狀態下，機組內部以及推力盤都不會產生明顯的損傷，便于機組人員進行維修和更換。

結合筆者的實際工作經驗來說，推力瓦工作失常，主要是由于油量過大，降低了其反應靈敏度，瓦塊的溫度可以很好的通過推力瓦烏金溫度表來進行準確的反映。不過需要注意的是，由于測點位置與烏金表面存在一定的距離，導致所測得的溫度數值有可能存在較大幅度的誤差，無法真實的表現烏金表面的最高溫度。所以，在出現軸向位移增加的情況時，技術人員必須對運行工況進行對照，對缸脹、差脹、推力瓦油回溫度以及推力瓦溫度進行細致而準確的檢查。

3.3 通流部分結垢監督

基于各段抽汽壓力以及調節級壓力同流量是否存在正比關系來開展通流部分結垢監督工作。通常情況下，基本上都是采取對調節級壓力相對增長率進行定期對照分析來進行的。

導致壓力升高的原因多種多樣，必須根據現場的實際情況來進行分析，需要長時間的觀察和檢查才能得出準確的結論。

4 結語

汽輪機在當前我國的工農業生產中有著廣泛的應用，隨著技術的進步，汽輪機的系統結構變得越來越復雜，為維護汽輪機安全、穩定的運行，更多、更為先進的運行監測診斷技術和措施得到了應用，對于我們廣大技術人員來說，必須盡快提高自身的職業素養，集思廣益，切實的推動我國汽輪機運行監測診斷技術的提高。

參考文獻

[1]仲志濤.汽輪機運行中積鹽原因的分析[J].科技信息，2012，（19）：37-41.

[2]趙立民，代軍禮，都占軍，杜富生.汽輪機的運行和故障分析[J].化工裝備技術，2012，（03）：78-80.

[3]范鑫，秦建明，李明，付晨鵬.超臨界600MW汽輪機運行方式的優化研究[J].動力工程學報，2012，（05）：57-62.endprint