故障診斷方法在汽輪機(jī)通流部分的研究

劉思東　周凡

摘要：汽輪機(jī)是火電站的關(guān)鍵設(shè)備，直接影響火電機(jī)組的運(yùn)行，而其汽輪機(jī)障礙問(wèn)題受到了國(guó)民的重視。因汽輪機(jī)中最關(guān)鍵的部分是通流部分，所以本文主要通過(guò)講述汽輪機(jī)和通流部分的工作原理，分析它們產(chǎn)生故障的種類(lèi)和原因，并提出故障診斷方法。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；通流部分；故障；診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.171

0前言

目前我國(guó)電力發(fā)電以火力發(fā)電為主，雖然風(fēng)力和水利發(fā)電都得到了大力發(fā)展，但是火力發(fā)電量仍占總發(fā)電量的一半還多，并短時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變。而汽輪機(jī)作為火電廠的核心組成部分，直接影響火電廠的運(yùn)行，其中通流部分又是汽輪機(jī)的核心，更是關(guān)系到火電廠的安全。我們要深入研究汽輪機(jī)通流部分故障診斷方法，才能確?；痣姀S的順利運(yùn)行。

1汽輪機(jī)的工作原理

單機(jī)功率大，使用效率高，使用時(shí)間長(zhǎng)是汽輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，而“蒸汽透平”則是汽輪機(jī)的工作原理。汽輪機(jī)一種可以將能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的大型機(jī)械，它運(yùn)用自身的旋轉(zhuǎn)方式將蒸汽轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)能，它還作為火電廠的原動(dòng)力設(shè)備，對(duì)火電廠起到直接作用和間接作用，直接作用表現(xiàn)在可以直接驅(qū)動(dòng)各種泵、壓縮機(jī)等設(shè)備；間接作用表現(xiàn)在借助其他機(jī)器產(chǎn)生的熱氣進(jìn)行供暖。

汽輪機(jī)中有大量的蒸汽，這些蒸汽主要是來(lái)自鍋爐。大量的蒸汽進(jìn)入到汽輪機(jī)的內(nèi)缸里，并按順序形成環(huán)形，遵循動(dòng)能原理，汽輪機(jī)中的動(dòng)葉和噴嘴利用蒸汽的熱能，轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。汽輪機(jī)在轉(zhuǎn)化蒸汽時(shí)，使用方法是有所不同的，這樣就導(dǎo)致了轉(zhuǎn)化率不同，所以汽輪機(jī)的性能和工作原理也就不同。雖然汽輪機(jī)的性能和原理不同，但是汽輪機(jī)的構(gòu)成是相似的，也就是氣流通道的組成部分是相同的，即進(jìn)汽機(jī)構(gòu)、通流部分（葉柵）和排氣缸。

2通流部分的工作原理

通流部分一共有三部分構(gòu)成，如下：

（1）高壓部分。這部分主要是由單列式類(lèi)型的1個(gè)調(diào)節(jié)級(jí)壓力和等級(jí)壓力級(jí)11個(gè)構(gòu)成，調(diào)節(jié)級(jí)葉片型式又被稱為三叉三銷(xiāo)聯(lián)體式，沖動(dòng)式結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高；而壓力級(jí)葉片材質(zhì)是方鋼，并且同一時(shí)間設(shè)置在敬業(yè)持環(huán)上。直槽內(nèi)層隔板是它的根部，并用L型填隙條鎖緊。把直槽附近槽里面放入填隙條，并且用倒T型渦片鎖緊葉片以及葉槽。如果不使用T型渦片，高壓部分會(huì)因壓力大，容易使蒸汽泄露，發(fā)生事故。

（2）中壓部分。中壓部分一共有18級(jí)，兩部分構(gòu)成。分別由氣缸內(nèi)靜葉片和轉(zhuǎn)子輪上動(dòng)葉片構(gòu)成，它主要是運(yùn)用彈簧的作用，實(shí)現(xiàn)汽封，這樣就可以使轉(zhuǎn)子和葉片圍帶徑向間隙保持適當(dāng)?shù)木嚯x。

（3）低壓部分。低壓部分主要也是有兩個(gè)部分組成，分別是7個(gè)等級(jí)的相應(yīng)氣缸內(nèi)靜葉片和轉(zhuǎn)子輪上動(dòng)葉片組成。通流部分的總壓力級(jí)數(shù)是28級(jí)，運(yùn)用雙流模式。這一部分主要運(yùn)用的彈簧汽封方式使小轉(zhuǎn)子與葉片圍帶徑向間隙減小，并且同一時(shí)間利用彈簧退讓和撓曲使兩者之間的摩擦力和磨損減小。其中的靜葉片，只有1-5級(jí)是由方鋼材質(zhì)銑制制成。

3汽輪機(jī)通流部分故障產(chǎn)生的原因

汽輪機(jī)通流部分容易發(fā)生突發(fā)性故障和漸變性故障兩種類(lèi)別的故障。突發(fā)性故障指進(jìn)氣閥的閥門(mén)桿突然斷裂脫落、動(dòng)葉或者靜葉突然斷裂脫落等等。出現(xiàn)這種情況是因?yàn)橥鞑糠值拿娣e突然改變。漸變性故障是指通道結(jié)垢、葉片磨損等現(xiàn)象，出現(xiàn)這種狀況，大多都是因?yàn)殚L(zhǎng)期使用汽輪，使汽輪內(nèi)的水汽長(zhǎng)時(shí)間的浸泡或者蒸汽中的雜質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間的沖擊，造成了水垢堆結(jié)和內(nèi)缸磨損，這是這種長(zhǎng)時(shí)間使用的現(xiàn)象，形成了漸變性故障。

汽輪機(jī)通流部分出現(xiàn)故障的常見(jiàn)現(xiàn)象有兩種。第一種是壓力級(jí)發(fā)生故障或軸封磨損。壓力級(jí)發(fā)生的故障原因都是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的使用流通通道導(dǎo)致了大量塵垢，或者是因壓力原因缸內(nèi)葉片發(fā)生斷裂或者脫落。故障發(fā)生的時(shí)候，一般是因通道面積改變調(diào)節(jié)級(jí)壓力增加，導(dǎo)致部件發(fā)生故障。汽輪機(jī)經(jīng)常開(kāi)關(guān)以及操作不當(dāng)，使軸封激烈碰撞，加大磨損，使徑向間隙增大，導(dǎo)致氣缸漏氣。

第二種是調(diào)節(jié)級(jí)與調(diào)節(jié)汽門(mén)發(fā)生的故障。這兩處是故障發(fā)生率最高的，因?yàn)檫@兩處在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了高壓和高溫，使大多數(shù)的汽輪機(jī)焓降落在上面，正是由于它們長(zhǎng)時(shí)間碰撞，承受高壓，導(dǎo)致時(shí)間一長(zhǎng)發(fā)生磨損和腐蝕，致使進(jìn)汽閥門(mén)的閥門(mén)桿斷裂或者門(mén)芯脫落，嚴(yán)重的時(shí)候葉片斷裂。當(dāng)缸內(nèi)氣流循環(huán)時(shí)，汽門(mén)與調(diào)節(jié)級(jí)被脫落的碎屑沖擊，加重了汽門(mén)與調(diào)節(jié)級(jí)的磨損，并堵塞通流通道。

由此我們看出，壓力、溫度等因素的變化會(huì)導(dǎo)致通流部分發(fā)生故障。而引發(fā)故障的主要原因是調(diào)節(jié)級(jí)的作用，如果操作不當(dāng)引起壓力變化，那樣會(huì)使閥門(mén)斷裂或結(jié)垢，加重通道堵塞，而且壓力使蒸汽改變也會(huì)引起通流故障。

4對(duì)汽輪機(jī)通流部分故障的檢查與診斷

汽輪機(jī)故障診斷的方法有很多種，很多時(shí)候我們都是根據(jù)汽輪機(jī)發(fā)生故障時(shí)的特征對(duì)故障的性質(zhì)進(jìn)行確定。

（1）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查。當(dāng)汽輪機(jī)通流部分出現(xiàn)故障時(shí)汽輪機(jī)機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)下降，根據(jù)這個(gè)特征，我們可以判斷出現(xiàn)故障，首要條件就是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的檢查，詳細(xì)檢查問(wèn)題所在。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)檢查不出毛病，就檢查6級(jí)高調(diào)門(mén)的情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)聲音不正常時(shí)，就檢查門(mén)前后的壓力。如果是壓力值降低，就確定是門(mén)芯掉落造成的故障。

（2）對(duì)比熱參數(shù)。汽輪機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，當(dāng)它承受的蒸汽壓力和調(diào)節(jié)壓力有明顯的上升，就可以確定通流部分出現(xiàn)故障。以高調(diào)門(mén)全開(kāi)為前提，最高工況和負(fù)荷相同的情況參數(shù)做對(duì)比，如果是異物堵塞通道出現(xiàn)問(wèn)題，那么氣流量和調(diào)節(jié)級(jí)壓力下降明顯。

5結(jié)語(yǔ)

從以上分析中了解到，要對(duì)汽輪機(jī)流通部分的故障進(jìn)行必要檢修。因?yàn)槠鋵?duì)汽輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起到重要作用，所以一定要引起一定重視。