火電廠汽輪機常見故障與檢修方法探究

陳貽顥

摘要：現階段我國工業化程度在不斷進步，整個工業生產領域與自己日常生活中的電能消耗大幅度增加，給發電企業帶來更大的生產壓力。為了滿足上述要求，目前的火電廠在不斷擴大生產規模，表現出發電機組裝機容量的增加，這也使得其中關鍵的汽輪機組規模在不斷擴大，同時也增加了汽輪機組故障概率以及檢修工作量。為了保障火電廠的穩定運行，就需要針對火電廠中關鍵的汽輪機組件，總結其常見故障并分析原因，科學應用檢修方法來預防和及時處理各類故障。文章基于對火電廠汽輪機設備的簡單介紹，總結汽輪機運行中的常見故障類型和原因，針對不同故障提出了相應的檢修方法，以供參考。

關鍵詞：火電廠;汽輪機;常見故障;檢修方法

引言

火電廠一直以來都是我國重要的電能生產企業，雖然近年來我國在不斷調整能源結構，但是火力發電仍然是最主要的發電形式。隨著人們用電量的增加，火電廠也在不斷增加發電機組容量，汽輪機作為發電機組中的核心部件，在長時間運行中也不可避免會出現各類故障，如果不提前預防并做好故障檢修工作，則容易影響正常生產，導致汽輪機組運行效率的降低和火電廠運營成本的增加。因此，本文就總結火電廠汽輪機的常見故障并介紹相應的檢修方法。

一、火電廠汽輪機設備概述

汽輪機屬于一種旋轉式蒸汽動力裝置，在鍋爐燃燒燃料釋放熱量加熱水變為高溫、高壓的水蒸汽之后，在水蒸汽經過汽輪機中的固定噴嘴時會形成加速的氣流，這些氣流噴射到汽輪機的葉片上會帶動安裝著葉片排的轉子旋轉而做功，進而實現熱能向動能的轉換。汽輪機屬于火電廠中的最為常用的原動機，最大的優點是具有較大的單機功率、較高的效率和較長的壽命。在火電廠中應用時需要與鍋爐、發電機、蒸汽器、加熱器、泵等組成成套設備使用。汽輪機的主要組成部分分為靜止和轉動兩大部分。汽輪機的運行環境中存在高溫、高壓和高轉速等條件，運行環境相對較為惡劣，因而容易引發汽輪機組件容易出現各類故障，這也是本文研究汽輪機常見故障及其檢修方法的原因。

二、火電廠汽輪機設備常見故障類型分析

1.異常振動故障

此故障是汽輪機運行中最為常見的故障，總結不同的振動故障類型并分析相應原因，可以分為以下幾種：一是普通的被迫振動故障。引發此類振動故障的原因首先是轉子不平衡的原因，這主要是轉子生產制造階段存在制造誤差或者結構設計不合理的問題，生產制造時所用材質不夠均勻并出現動平衡等級較低的問題，在運行中如果結垢或者轉子零件松動等問題也會引發此類故障。其次是出現部分結構的剛度降低、結合面的差別振動較大等原因而造成落底軸承結構、轉子支撐結構松動的原因。再次是轉子安裝位置不對、沒有對中或者在運行中出現移位而導致此問題，這主要由于轉子安裝時精度控制不達標，或者在運行中出現了基礎不均勻沉降等問題，也會由于沒有做好保溫工作而出現軸系各部件的熱變形等問題。最后是汽輪機轉速較高時出現與軸承座部件的共振現象而引發的異常振動問題。

二是非正常被迫振動故障。此類振動故障表現出振幅和相位不穩定的特征，比如汽缸膨脹并引發不通暢問題，在速度固定之后會出現軸承座的振幅不斷增加的現象。再比如由于聯軸器螺栓松動而改變汽輪機的振動和負荷強度的現象?；蛘呤窃谄啓C旋轉運動中出現了自身振幅增加而失衡的問題，也可能由于轉子旋轉過程中出現摩擦問題而使得溫度不斷升高，導致轉子變形或彎曲等問題。如果勵磁電流或振動因素影響汽輪機也會導致溫度升高而出現變形問題，或者存在轉子與靜止部件之間間隙過小而出現摩擦問題，也會引發此問題。

三是自激振動故障。汽輪機正常運行中如果存在軸承殼體配合過盈不足、軸承磨損、疲勞損傷等問題會導致油膜震蕩問題，或者在汽輪機處于高負荷運行狀態時會產生汽流激振問題而引發此類振動故障。

2.油系統故障

在安裝或檢修油系統時容易由于管理不善或疏忽而造成雜質進入其中，這就會將軸頸部分劃傷而引發異常，還可能會引發閥門卡死、伺服系統中節流孔堵塞等問題。此問題表現在EH油溫在58℃以上時發出警報，同時會出現油壓和油箱內油位降低、油溫過高等問題。這主要由于冷卻水溫在35℃以上并出現了冷卻水壓過低以及溢流閥卡死問題，或者出現冷卻水閥門故障問題。還能會出現EH油溫過低以及油箱內油位過低的問題，低于450mm，無法出發連鎖保護動作或者壓力等開關動作失靈、伺服閥故障等問題。

3.調速系統故障

汽輪機運行中如果出現軸瓦振動現象會增加調速汽門的擺動幅度而使其振動加劇，同時，調速汽門的擺動也會引發閥門的劇烈振動，甚至會損壞軸瓦。

4.凝汽設備故障

汽輪機中凝汽設備主要在排汽口周圍起到保持真空狀態的作用，從而確保蒸汽進入汽輪機之后可以膨脹并降低排氣壓力，實現汽輪工作熱效率的提升，還可將排出的蒸汽凝結為水，作為鍋爐用水循環利用。此設備運行中如果發生真空度過小的問題則會引發排汽溫度升高而引發汽輪機異常振動。外界環境溫度較高時上述故障概率更高，而且還會升高循環水的溫度，進而影響凝汽器的吸收熱量和冷凝溫度，增加排氣壓力而降低真空度。

5.汽輪機進水故障

在汽輪機進汽運行時如果溫度降低到某一溫度就會大量帶水，這就會降低汽輪機并列運行時的出力以及單機運行電壓，甚至會在受到水的沖擊力時造成葉片被折斷以及增加軸承推力等問題，進而會熔化推力軸承的軸瓦鎢金。這主要由于鍋爐汽溫過低、鍋爐汽水分離器滿水或者人工調節減溫器時操作不當等原因引起的。

6.汽輪機真空下降故障

汽輪機在運行中可能由于摩擦生熱的原因或者經過長時間運行而導致真空下降的問題，此問題會導致負荷方面產生壓力并增加排汽溫度，還可能會損壞零部件等。此問題通常表現出真空度直線下降或者緩慢下降兩種情況。前者主要由于循環泵壓力降為零的原因，出現了與實際工作中的較大差距。后者則由于運行中出現循環水量不足的問題，導致進、出水口溫差過大，或者有異物進入了冷凝器中，或者出現了溫度異常升高或者工作室壓力異常升高的問題，這就會降低工作效率并引發真空度緩慢下降的問題。

三、火電廠汽輪機常見故障檢修方法

1.異常振動故障檢修

在異常振動故障發生時，應由檢修人員到現場觀察振動現象、詢問值班人員、查看檢修和運行記錄等，分析故障原因。比如觀察振動規律，檢測振動頻率、幅度和相位等，結合機組信息、機構信息、維修記錄和日常運行記錄等，分析故障產生的機理以及故障特征表現、發展趨勢等，作為開展汽輪機檢修的依據。

2.油系統故障檢修

為了預防此故障，要做好系統清潔工作，重點做好對軸瓦的清潔，此工作開展時要分解各個油門并使用專用清洗劑或煤油來清洗。還要徹底清理油箱和冷油器，無論是安裝還是檢修，要控制雜質不能進入油系統中而對設備造成損傷。因此在安裝和檢修完成之后要檢查其中是否存在雜質并及時清理。此外還要定期開展過濾網的清潔和更換工作。

3.調速系統故障檢修

在開展此類故障檢修作業之前，應掌握汽輪機的結構設計，結合其具體的結構和組合特征開展對調節系統的油管路改造工作。還要對油質和過濾器進行檢查，排查油管路是否存在問題，如果不存在問題則需要對電液伺服閥內濾網進行檢查、清理和更換。此外，針對調速汽門擺動而加劇軸瓦振動的問題，則需要對氣門門桿和連接套的連接位置進行檢查，保證接觸面積在75%以上。

4.凝汽器故障檢修

在檢修凝汽器時重點對喉部下凝汽器兩側開展檢修，而且在真空系統停運之后開展對凝汽器的灌水試驗來檢查是否存在漏氣問題，同時由專業檢修人員對凝汽器的噴嘴和汽輪機的軸封位置開展檢修工作，處理漏氣點并提升抽汽效率。還要定期開展對凝汽器的除垢工作，未出凝汽器的真空度達標。

5.汽輪機進水故障檢修

一旦出現汽輪機進水故障則需要停機并將真空狀態破壞，將疏水門和新蒸汽管道打開，檢查回油溫度和推力軸承鎢金溫度，準確記錄惰走時真空變化情況和惰走時間，并且結合內部聲響測量軸向位移數量。如果沒有異?，F象則可以啟動汽輪機，如果在啟動時出現碰撞或摩擦的聲音則需要停止并開展相應的檢修工作。

6.汽輪機真空下降故障檢修

面對真空急劇下降或緩慢下降的問題，首先應對真空表進行檢查與核對，尋找出現真空下降的原因，結合具體的原因開展故障排查工作。如果經過上述排查之后效果不顯著，仍然存在真空下降問題，則需要結合汽輪機實際運行情況適當采取負荷等降低和溫度降低等操作，避免真空持續下降而引發更大的故障。

四、結語

由于目前火電廠規模在不斷擴大，使得汽輪機等組件的規模在同步擴大。汽輪機作為火電廠中的關鍵部件，其運行中經常出現異常振動問題，同時還會引發油系統故障、調速系統故障、凝汽器故障、進水故障、真空下降等常見故障。這就需要針對不同類型故障，從原理上分析故障引發原因，做好預防工作的同時，針對出現的故障則要按照步驟開展故障檢修處理工作，及時快速恢復正常運行，保證汽輪機以及整個火電廠發電機組的穩定運行。

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