汽輪機常見故障和檢修分析研究

高意雄

摘要：汽輪機是將蒸汽轉換成動力的一種動力機器，目前較常見的汽車輪分為沖動式汽輪機與反動式汽輪機，汽輪機在做功時需要消耗的能力較少，可持續做工，它被廣泛的應用在制造業中，雖然汽輪機的功率、型號、驅動方式具有差異性，但是它的整體結構大同小異。

關鍵詞：汽輪機;故障;檢修

一、汽輪機功能及工作原理

汽輪機作為旋轉式動力機械，在運行過程中，能轉換蒸汽能量生成機械功。通常情況下，需要被作為原動機應用于發電中，同時也可以對壓縮機、風機等泵進行直接驅動;排汽、中間抽汽等在汽輪機中，能夠為日常生活以及工業生產提供供熱服務。轉子和靜子是構成汽輪機的兩個組成成分，前者屬于轉動部分，后者屬于固定部分。緊固件、主軸、葉輪等是轉動部分的重要組成部分;隔板、噴嘴室以及軸承等是固定部件的組成部分。汽輪機實際運行過程中，能夠對蒸汽動力進行充分的應用，同時可以有效轉化蒸氣熱能，在生成的機械功中，實現對機械的旋轉。正因為汽輪機以上原理和功能，其現階段被廣泛應用于現代火力發電廠中，而其實際應用過程中，呈現出了較高的效率以及較大的單機功率優勢。

二、電廠汽輪機常見故障

（一）汽輪機異常振動

汽輪發電機組是由許多部件組成，一個或幾個部件工作不正常，都有可能引起機組過大的振動。由于汽輪機是在熱狀態下運行，工質一些參數的變化（如壓力、溫度）也會引起各部件的變化，引起機組振動。因而振動只是各方面缺陷的集中表現，振動的本身只是一種現象。從振動現象上查找振動的原因，就必須對能引起振動的諸因素有一個比較全面的了解，才好進行分析，查找出引起振動的原因。

I.軸系的不平衡

轉子不平衡量的大小與振動的峰值成正比，減少不平衡量可明顯地降低振動峰值，盡可能的提高轉子動平衡精度是減小轉子振動的有效措施。汽輪發電機組各單個設備動平衡都滿足振動要求的情況下，組裝后，軸系的動平衡精度并不一定滿足要求。常常出現各設備的轉子動平衡精度滿足國家標準的要求，但成套后，機組振動出現超標的情況。

z.對中問題

轉子中心不正，是汽輪發電機常見的激振源之一，聯軸器的張口將使轉子彈性傾角發生變化，而錯位將使轉子動態撓曲值產生變化，引起這種缺陷的原因是聯軸器兩對輪加工裝配不良或聯接螺栓孔的配合不良，這將引起轉子的附加力，從而引起振動，如果是由于找中心不正引起的，這時會引起各軸承的靜負荷重新分配，如果某一軸承的靜負荷減少時，很可能由于轉子在此軸承油膜中的動力不穩定而激發起機組的低頻自激振蕩，即油膜激振蕩，轉子中心不正引起的振動也是常見的振動原因，同時還應考慮運行中影響中心不正的各種因素。

3.動靜摩擦

轉子和軸封磨擦，從而增大軸封間隙，隔板汽封間隙的增大不僅增加了漏汽損失，降低了效率，同時會造成軸向推力的增大，軸端汽封間隙的增大，增加了軸封的漏汽量，從而使泄漏的蒸汽入軸承室，導致潤滑油中含水變質，除嚴重地影響軸瓦的潤滑油膜的建立外，還會使調整部件產生銹蝕，產生卡澀現象。

4.軸承特性

理論計算和試驗證明，軸承的動力特性不但與幾何尺寸有關，而且還與軸承型式、流動狀態、線性與非線性計算方法有關。目前一致認為減小軸承寬徑比能提高油膜剛度，增大軸承的偏心率，提高軸承的穩定性;當間隙比較小時，增大間隙比可提高軸承的剛度和阻尼，增加軸承的穩定性;但當間隙比較大時，反而會降低穩定性，使失穩轉速降低;應用低粘度的潤滑油或提高平均油溫，可以增加軸承的穩定性。從軸承型式上，一般認為圓軸承承載能力最強，但穩定性最差，橢圓軸承較好，可傾瓦軸承最好。

（二）汽輪機油系統故障

火力發電廠在進行汽輪機組安裝時，一些雜質容易進入到汽輪機油系統，從而導致中軸頸出現劃傷現象，嚴重時還會導致汽輪機組中壓主汽門伺服閥門卡死、伺服機構節流孔堵等故障，對機組的正常運行帶來嚴重的影響。因此需要定期對汽輪機油系統進行檢查，及時發現故障并排除，保證汽輪機組安全、穩定的運行。

（三）汽輪機調速系統擺動

在汽輪機運行過程中，汽輪機組高壓調速汽門運行過程中會經常出現擺動現象，從而導致汽輪機軸瓦振動故障發生，而且出現擺動時，閥門會出現嚴重的振動，從而加重軸瓦損壞的程度，對汽輪機組運行的安全性和穩定性帶來較大的影響。

三、發電廠汽輪機常見問題檢修方式

引起汽輪機振動的原因有很多，從機組的整體運行狀況來分析，引起震動的原因大體相同，即幾乎都是由一個問題引起的。對汽輪機問題的診斷，要從問題的具體表現特征入手。找出問題本身具有的特征，再根據這些特征表現，分析總結問題出現的類型。現對汽輪機診斷方法如下所述：

1.對振動特征的觀察和具體相關信息的收集。一般的，振動特征分析包含以下內容：分析振動趨勢、找出轉速和振動之間存的聯系、振動頻率分析、振動相位和振幅。需要收集的相關信息包括：汽輪機的檢修狀況、同行機組的運營信息、日常運營狀況的分析記錄、機組機構信息等。

2.對振動特征進行觀察和相關信息收集之后，要對問題的機理進行認真的分析，通過分析研究對故障的頻譜特征、故障發生趨勢特征和其它與其相關特征進行提取，為故障的診斷和維修提供參考依據。

3.明確汽輪機診斷的目的是對多發故障的排除，因此，盡量的使診斷方法簡單高效。

四、發電廠汽輪機主要部件的檢修方式

（一）汽缸

汽缸是汽輪機的重要組成部分之一，共分為上下兩個缸體。氣缸的內部構件主要有靜葉柵、轉子、隔板等。內部的真空層可以有效的阻止空氣的進入，并以此來提高汽輪機的可靠性和安全性。對氣缸的檢修，應遵循以下步驟：第一，拆除儀表。拆除儀表包括兩方面的工作內容：拆掉化裝板支架上的所有連接螺絲，但要保證壓條、支架、螺栓不被破壞的情況下，能夠將所有的化裝板吊去，同時要有效的保護化裝板上的噴漆。除此之外，還要對化裝板上的裝配序號進行標記，所有拆除零件都要定點擺放，以便更好的裝配。第二，拆卸汽輪機的保溫層。這并不是隨時都可以進行的，需要等到汽缸上缸的溫度降到120毅c之后才能夠進行，同時還要小心操作，避免棉紗、木屑等落入保溫層中引起燃燒。第三，拆除調速氣門上的所有三腳架螺栓，拿出定位銷，吊走三腳架，之后拆除汽缸前后左右的法蘭螺栓，并要保證操作過程中螺栓不會出現蠕伸、彎曲、亂扣、毛刺等現象。第四，在對導桿進行安裝時，要保證導桿的平滑。為了達到這一目的，可以在導桿上抹上透平油，之后進行對角的安裝。還要及時的檢查汽缸的變形狀態和汽缸的結合面，對縱向水平的汽缸水平中分面也要及時的測量。

（二）轉子

作為汽輪機的傳動部位，轉子在汽輪機的運行中發揮著重要的作用。對轉子的檢修包括：第一，對轉子的位置進行標記，并在軸頸的中部放置水平儀，再對下軸向的水平度數認真的記錄。比較本次記錄和上次記錄的差距區別，確保測量的軸頸揚度在規定的范圍內。第二，靈活運用千分表對轉子運行中晃度進行測量，測量之前要對千分表的準確度進行嚴格的檢查。且測量前需要先觀察測量讀數，然后將測量后的讀數與之前記錄的讀數相比較，觀察兩次讀數是否一致。第三，測量汽輪機的動靜葉間隙。其測量的部位是在汽缸結合面的兩邊，測量工具是契型塞尺，測量任務是對靜葉出口和動葉出口間隙的測量。第四，拆除汽輪機聯軸器螺栓，將轉子吊出。需先拆除聯軸器的外面的罩殼和緊釘的螺栓，然后拆除放下聯軸器端的方頭螺栓，并將汽輪機端和發電機端的聯軸器止口脫開。最后一步是對動葉片的清理，對葉片和葉輪的整修和檢查，以及對推力盤和軸頸的檢查。

五、結語

在發電廠的運行中，汽輪機占據著十分重要的地位。為了減少汽輪機故障的發生頻率，各企業應做好汽輪機故障的預防及檢修工作，以確保各項生產都可以進入正常的循環軌道，保持穩定安全的運行狀態。

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