汽輪機本體常見故障檢測分析

王海宏

【摘 ?要】汽輪機是進行能量轉換的一種動力機械，屬于大型旋轉機械，通常作為發電機的原動機也能直接驅動其他機器，滿足生產、生活所需。然而在使用過程中，汽輪機由于長時間處于高溫高壓和高速運轉的環境，很容易發生故障[1]。為了確保汽輪機能夠正常穩定的工作，必須及時發現各種潛在故障，排除各種已知故障。

【關鍵詞】汽輪機;故障;檢測分析

引言

汽輪機主要應用于各種火力發電廠，作為發電場的主要動力機器，汽輪機將熱能轉化為機械能，帶動發電機進行發電工作，穩定正常是發電廠供電的前提條件。火力發電廠，顧名思義，汽輪機的工作環境處于高溫高壓狀態下，而汽輪機在工作時還要進行高速旋轉，發生故障在所難免，及時排除故障不僅能提高發電廠的工作效率，還能在一定程度上確保操作該設備的人員處于安全狀態。因此，汽輪機故障的檢測維修至關重要、不可忽視。本文針對汽輪機本體進行全面敘述，并對汽輪機本體故障檢測進行詳細分析。

一、汽輪機本體

構成汽輪機本體主要有兩個方面，即固定的一方面和轉動的一方面，前者叫做靜子、后者叫做轉子。固定的一方面也就是靜子，主要包括汽缸、隔板、噴嘴、汽封、緊固件和軸承等。轉動部分也就是轉子，主要包括主軸、葉輪或輪鼓、葉片和聯軸器等。固定部分的噴嘴、隔板與轉動部分的葉輪、葉片組成蒸汽熱能轉換為機械能的通流部分[2]。汽缸是約束高壓蒸汽不得外泄的外殼，汽輪機本體還設有汽封系統。

二、汽輪機本體常見故障的分析

隨著時代的發展，汽輪機不斷進行改進，其功能越來越廣、性能越來越強，但機組也相應變得越來越大，構成也越來越復雜，設備一旦出現問題，排查難度也相應增加。由于不能及時找出故障所在，機組很容易不受控制，引發難以預料的事故，給國家、企業和個人造成巨大的損失。因此近年來，汽輪機故障的監測和檢測受到了廣泛關注，截至今日已經發展成為一個相當熱門的領域。

（一）汽輪機異常振動

火力發電廠的汽輪借助蒸汽進行工作，所以，造成汽輪機振動的原因主要在于蒸汽。當然汽輪機也有異常振動的情況發生，一旦汽輪機發生異常振動，則全部機組的汽輪機都會受到干擾。根據有關部門的實驗研究顯示，因為汽輪機構造極為復雜，所以異常振動的原因很難進行尋找，排查過程消耗的時間也相對較長，故而汽輪機異常振動成為了檢修工作中的難點內容。在發生異常振動時，相關操作人員總是降低汽輪機所承載的負荷，同時也降低其運轉的速度。這種方式既降低了汽輪機的工作效率，還不能完全解決異常振動的根本問題，因此沒有使情況從根本上改善。

（二）葉片損壞

汽輪機之所以能夠進行高速旋轉，利用的就是轉動部分的葉片，是轉子的主要組成部分。葉片在旋轉過程中會受到很多方面的影響，長期累積會導致其零件發生老化、損壞的情況。另外，葉片屬于金屬制品，長期在蒸汽環境中進行旋轉，金屬受潮且暴露在空氣中會發生氧化反應，出現鐵銹，慢慢腐爛變質。再者，葉片在長期的旋轉過程中受力的影響也會對其產生破壞[3]。

（三）汽輪機未在真空環境中工作，造成異常

汽輪機需要在真空環境中才能進行正常工作，因此一定要盡量保障汽輪機在密閉空間內完成工作，密閉性能是否良好直接影響汽輪機的工作效率。一般空間密閉性越好，汽輪機工作效率越高，空間密閉性越差，汽輪機工作效率越低。當汽輪機處于完全真空的空間內進行工作時，效率則趨近于最高，當然這只是理想狀態。但是當汽輪機處于空間密閉性能較差的環境中進行工作的時候一定會大大降低其工作效率，導致無法完成工作的同時又浪費了火力發電廠的資源，使其投入高成本卻不能收獲到該有的效益。

三、汽輪機本體的故障診斷和故障檢修

（一）故障診斷

汽輪機出現問題時就會發生異常振動的情況，因此可以根據汽輪機振動的特點對汽輪機進行故障診斷，尋找故障源頭所在。

1.首先，要對汽輪機的日常工作資料和數據及檢修狀況進行收集、整理，按照類別進行歸檔，以便日后查閱;

2.將歸檔資料進行詳細的研究和分析，參考以往發生故障的原因和經常發生故障的部位，做科學的故障預演模型，研究故障的發展趨勢，找出故障關鍵點;

3.利用最迅速且簡單的操作在第一時間找出并排除故障。

（二）故障檢修

1.氣缸檢修

在對汽輪機的氣缸進行檢修時，要詳細了解氣缸內部的構成要件，為了避免氣缸進入空氣而設置的真空層具有保障汽輪機穩定運轉的作用。一般情況下，氣缸的檢修有以下幾道程序：

（1）卸掉儀表和支架上的所有螺絲，并進行標識，以免弄混;

（2）拆卸保溫層，注意上缸溫度不能太高，要低于120℃，同時防止保溫層混進去可燃物品;

（3）拆卸調速氣門內的三腳架螺栓，取下定位銷，之后還要將氣缸前后及水平位置的螺栓一并全部拆掉;

（4）進行導桿安裝工作;

（5）檢查氣缸內部的全部構件，找出磨損、變形以及生銹的構件并進行處理，必要情況下要進行更換;

2.軸承檢修

找到轉軸并進行精密檢測（盡量減小誤差）。精密檢測是解體汽輪機并使汽輪機的轉子各自對應半實缸和全實缸，找到轉軸的中心。其檢測特別困難，要考慮諸多因素。

3.密封瓦檢修

由于汽輪機種類多樣，因此不同的汽輪機使用的密封瓦也就不同。環式密封瓦主要有三種，即雙流、分流、聯合環式這三種[4]。雙流密封瓦密封性比較好，特別需要提的是，針對密封瓦的檢修要把檢驗重點放在上下密墊的質量和交接處的維護管理上。對密封瓦應該定期進行清理，清理安裝完畢后確保絕對密封，不讓其氣體流入進去。

4.管路部分和解體檢修及其它部位的檢修

汽輪機管路出現問題時需要及時對問題原因進行排查。假設管道出現裂痕損壞，先要對裂痕進行拍照留存，作為檔案的一部分，然后對損害程度進行等級評定，通過合理的方法進行處理。除此之外還有很多的部位都是相同的道理，該修的修、該換的換，之后進行安裝，調試穩定后就可以投入使用。例如汽輪機葉片，在檢修時憑借肉眼就可以判斷其具體狀況，一旦發現已經腐爛損壞，直接換掉就可以。

四、結束語

汽輪機作為火力發電場的主要動力機器，由于其長期處于高溫高壓和高速運轉的環境中，因此很容易發生故障。為了確保汽輪機能夠正常穩定的工作，必須及時發現各種潛在故障，排除各種已知故障。因此，提高汽輪機工作效率有助有提高發電廠的生產效率。

參考文獻：

[1]粟寧.汽輪機本體常見故障檢修分析[J].技術與市場，2018（7）：168-169.

[2]鄭海.汽輪機本體常見故障及處理[J].科技視界，2015（17）：235-235.

[3]姚以生.淺談汽輪機本體常見故障檢修[J].中國新技術新產品，2010（23）：144.

[4]邢冠一.淺談汽輪機調速及檢修相關問題[J].軍民兩用技術與產品，2016（16）：157-157.

（作者單位：國家電投集團山西鋁業有限公司）