故障診斷方法在汽輪機通流部分的研究

劉思東　周凡

摘要：汽輪機是火電站的關鍵設備，直接影響火電機組的運行，而其汽輪機障礙問題受到了國民的重視。因汽輪機中最關鍵的部分是通流部分，所以本文主要通過講述汽輪機和通流部分的工作原理，分析它們產生故障的種類和原因，并提出故障診斷方法。關鍵詞：汽輪機；通流部分；故障；診斷

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

0前言

目前我國電力發電以火力發電為主，雖然風力和水利發電都得到了大力發展，但是火力發電量仍占總發電量的一半還多，并短時間內不會改變。而汽輪機作為火電廠的核心組成部分，直接影響火電廠的運行，其中通流部分又是汽輪機的核心，更是關系到火電廠的安全。我們要深入研究汽輪機通流部分故障診斷方法，才能確保火電廠的順利運行。

1汽輪機的工作原理

單機功率大，使用效率高，使用時間長是汽輪機的優點，而“蒸汽透平”則是汽輪機的工作原理。汽輪機一種可以將能量轉化為機械能的大型機械，它運用自身的旋轉方式將蒸汽轉化為機械動能，它還作為火電廠的原動力設備，對火電廠起到直接作用和間接作用，直接作用表現在可以直接驅動各種泵、壓縮機等設備；間接作用表現在借助其他機器產生的熱氣進行供暖。

汽輪機中有大量的蒸汽，這些蒸汽主要是來自鍋爐。大量的蒸汽進入到汽輪機的內缸里，并按順序形成環形，遵循動能原理，汽輪機中的動葉和噴嘴利用蒸汽的熱能，轉化成機械能。汽輪機在轉化蒸汽時，使用方法是有所不同的，這樣就導致了轉化率不同，所以汽輪機的性能和工作原理也就不同。雖然汽輪機的性能和原理不同，但是汽輪機的構成是相似的，也就是氣流通道的組成部分是相同的，即進汽機構、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成，如下：

（1）高壓部分。這部分主要是由單列式類型的1個調節級壓力和等級壓力級11個構成，調節級葉片型式又被稱為三叉三銷聯體式，沖動式結構強度高；而壓力級葉片材質是方鋼，并且同一時間設置在敬業持環上。直槽內層隔板是它的根部，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，高壓部分會因壓力大，容易使蒸汽泄露，發生事故。

（2）中壓部分。中壓部分一共有18級，兩部分構成。分別由氣缸內靜葉片和轉子輪上動葉片構成，它主要是運用彈簧的作用，實現汽封，這樣就可以使轉子和葉片圍帶徑向間隙保持適當的距離。

（3）低壓部分。低壓部分主要也是有兩個部分組成，分別是7個等級的相應氣缸內靜葉片和轉子輪上動葉片組成。通流部分的總壓力級數是28級，運用雙流模式。這一部分主要運用的彈簧汽封方式使小轉子與葉片圍帶徑向間隙減小，并且同一時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級是由方鋼材質銑制制成。

3汽輪機通流部分故障產生的原因

汽輪機通流部分容易發生突發性故障和漸變性故障兩種類別的故障。突發性故障指進氣閥的閥門桿突然斷裂脫落、動葉或者靜葉突然斷裂脫落等等。出現這種情況是因為通流部分的面積突然改變。漸變性故障是指通道結垢、葉片磨損等現象，出現這種狀況，大多都是因為長期使用汽輪，使汽輪內的水汽長時間的浸泡或者蒸汽中的雜質長時間的沖擊，造成了水垢堆結和內缸磨損，這是這種長時間使用的現象，形成了漸變性故障。

汽輪機通流部分出現故障的常見現象有兩種。第一種是壓力級發生故障或軸封磨損。壓力級發生的故障原因都是因為長時間的使用流通通道導致了大量塵垢，或者是因壓力原因缸內葉片發生斷裂或者脫落。故障發生的時候，一般是因通道面積改變調節級壓力增加，導致部件發生故障。汽輪機經常開關以及操作不當，使軸封激烈碰撞，加大磨損，使徑向間隙增大，導致氣缸漏氣。

第二種是調節級與調節汽門發生的故障。這兩處是故障發生率最高的，因為這兩處在運轉過程中產生了高壓和高溫，使大多數的汽輪機焓降落在上面，正是由于它們長時間碰撞，承受高壓，導致時間一長發生磨損和腐蝕，致使進汽閥門的閥門桿斷裂或者門芯脫落，嚴重的時候葉片斷裂。當缸內氣流循環時，汽門與調節級被脫落的碎屑沖擊，加重了汽門與調節級的磨損，并堵塞通流通道。

由此我們看出，壓力、溫度等因素的變化會導致通流部分發生故障。而引發故障的主要原因是調節級的作用，如果操作不當引起壓力變化，那樣會使閥門斷裂或結垢，加重通道堵塞，而且壓力使蒸汽改變也會引起通流故障。

4對汽輪機通流部分故障的檢查與診斷

汽輪機故障診斷的方法有很多種，很多時候我們都是根據汽輪機發生故障時的特征對故障的性質進行確定。

（1）進行現場檢查。當汽輪機通流部分出現故障時汽輪機機組的運轉下降，根據這個特征，我們可以判斷出現故障，首要條件就是在現場進行全面的檢查，詳細檢查問題所在。當現場檢查不出毛病，就檢查6級高調門的情況。當發現聲音不正常時，就檢查門前后的壓力。如果是壓力值降低，就確定是門芯掉落造成的故障。

（2）對比熱參數。汽輪機的各項數據進行檢測時，當它承受的蒸汽壓力和調節壓力有明顯的上升，就可以確定通流部分出現故障。以高調門全開為前提，最高工況和負荷相同的情況參數做對比，如果是異物堵塞通道出現問題，那么氣流量和調節級壓力下降明顯。

5結語

從以上分析中了解到，要對汽輪機流通部分的故障進行必要檢修。因為其對汽輪機的正常運轉起到重要作用，所以一定要引起一定重視。