發電廠汽輪機的故障分析與解決對策研究

摘 要：對于發電廠汽輪機的運行而言，其最為重要的一點就是實現自身的安全與穩定運行。在本文中，將從發電廠汽輪機的特點出發，結合對常見故障的分析來探討應采取哪些方式來實現對發電廠汽輪機故障的有效解決，以使發電廠汽輪機的持續運行得到保障。

關鍵詞：發電廠汽輪機;故障分析;解決對策

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）13-0128-02

0 引言

汽輪機作為發電廠最為重要的一項設備，其自身的運行對當前發電廠系統的經濟性與安全性有著直接影響。這使得其作為電力供應的關鍵所在，需要基于對汽輪機機械原理與維護措施的合理運用，從其整體應用狀態來進行分析，以避免汽輪機運行過程中故障的發生。

1 發電廠汽輪機概述

發電廠汽輪機具有長期且持續的特點，而且汽輪機自身的結構與運行過程所處的環境也較為復雜且特殊，這使得汽輪機往往需要在多種因素的影響下進行運作，導致汽輪機不可避免會發生故障。作為火力發電廠在生產電力過程中的關鍵機械設備，汽輪機能夠將蒸汽產生的熱能轉換為機械能，并通過汽輪機排汽或抽汽帶來的熱能為生產生活供熱[1]。而在此過程中，汽輪機作為發電機的原動機，其能夠對各種泵、風機、壓縮機等設備進行直接驅動。結合在不同因素下導致的汽輪機故障，可以在大致上將汽輪機的故障劃分為汽輪機凝汽系統故障、汽輪機轉子不平衡、汽輪機異常振動等問題。

2 發電廠汽輪機的常見故障分析

2.1汽輪機凝汽系統故障

作為汽輪機輔機中普遍存在的構成設備，凝汽機通常是由凝汽水泵、循環水泵以及抽氣裝置所構成的。而汽輪機凝汽機在運行過程中最容易出現的故障就是汽輪機凝汽真空偏低的問題。在實際應用的過程中，通過在汽輪機排氣口的位置設置對應的真空凝汽設備，以使汽輪機在運行時，能夠在蒸汽膨脹的作用下，降低自身的排氣壓力，使汽輪機自身的熱效率得到大幅度提升。在這一過程中，如果汽輪機凝汽器自身的真空度出現異常，便會使汽輪機的正常運轉受到影響。在真空度發生變化后，汽輪機的排氣溫度也會隨之產生變化，導致了機組在運行過程中極易出現振動故障的問題。

2.2汽輪機轉子不平衡

在汽輪機投入使用的一段時間后，其轉子在運行的過程中能夠良好的保持自身的平衡狀態，其自身對動平衡狀態的維持也使得汽輪機在運行的過程中更加穩定。而經過長時間的運行，轉子會逐漸產生扭曲變形的問題，導致了轉軸受到磨損，并且轉子在汽輪機運作過程中的高速動平衡狀態也難以保持。

2.3汽輪機異常振動

汽輪機出現異常振動故障的原因主要是在長時間運作后，汽輪機關鍵部位出現磨損，但工作人員在運行維護的過程中沒能及時發現或是由其他因素所導致的[2]。而結合運維實踐可以發現，導致汽輪機出現異常振動的原因主要為以下幾點：氣流激振所引發的異常振動，其主要表現為在汽輪機進入到運轉狀態后，作為汽輪機重要構成部分的汽輪機葉片在不均勻氣流的影響下出現的不規則振動;轉子熱變形所導致的異常振動，該振動問題的出現原因主要是由于汽輪機在運行時產生了過多的熱能，使得其轉子在熱能的影響下溫度升高，令其在長期運行過程中不斷的承受熱能，最終超過轉子所能承受的熱能閾值，導致其出現變形的問題;摩擦所引發的異常振動，摩擦問題的出現通常都由于缺乏對汽輪機的日常維護與保養導致汽輪機轉子內部出現了灰塵與異物囤積的現象，使得汽輪機在運行的過程中出現異常振動。

3 發電廠汽輪機的故障解決對策

3.1汽輪機凝氣故障的檢修

為了應對汽輪機檢修過程中輔機真空氣密性出現故障的問題，需要在運維檢修的過程中，對凝汽器側的安全性進行一個全方位的及時檢查，并利用停機灌水的措施判斷當前設備的真空系統內部是否出現了問題。同時，在定期維護與檢修的過程中，也要能夠重點關注汽輪機的噴嘴與軸封，對其進行嚴格且仔細的檢查，從而及時采取措施來消除漏氣點，使抽氣的效率得到最大程度上的發揮。并且，提升凝汽器內部密封性也是避免其故障發生的有效策略。為此，可以采取使用化學方法來消除凝汽器內部存在的污垢，以實現對凝汽系統故障的有效應對。

3.2汽輪機轉子檢測

在應對汽輪機轉子不平衡故障時，需要注意的是長期使用所產生的磨損問題是無法避免的。因此，需要在汽輪機出廠以及在使用的過程中定期進行檢測來了解汽輪機轉子的質量以及使用狀態，以及時的進行汽輪機轉子的替換。在對汽輪機轉子實施檢測的過程中，需要基于轉子在運行過程中對汽輪機所產生的影響與作用，從重點內容出發來進行檢測[3]。進行汽輪機轉子檢測時，首先需要標記轉子位置，并將水平儀放置在軸頸的中央位置，以對數據進行記錄與觀察，在與過往記錄數據進行比對后，在可控范圍內完成對軸頸揚度的測量。

其次，要完成對千分表的精準度的檢修，在確保自身不存在誤差后，使用千分表來完成對轉子運行晃度的測量，并基于同檢測記錄中歷史數據的對比，結合數據的差異性表現來進行判斷。再次，需要利用楔型塞尺來完成對汽輪機動靜葉間隙的策略。最后，需要在將聯軸器外部罩殼、螺栓進行拆除后，吊出轉子，并脫出汽輪機端與發電機端進行連接的聯軸器，觀察其螺栓的運行狀態，而后對動葉片進行清理。

3.3汽輪機異常振動的檢修

由于汽輪機異常振動故障出現的原因往往都是不同的因素所造成的。為此，在解決此類問題的過程中，也要根據不同故障因素的特點來采取更有針對性的措施進行應對與處理。在面對氣流激振問題時需要注意，由于其自身會因為葉片末端氣流紊亂，導致汽輪內部出現不均衡氣流所引發的氣流沖擊現象，而這也使得氣流激振問題的出現具有一定的不可回避性[4]。應對這種現象時，需要對機組給水量、高壓調速汽門進行一個合理的調控，以實現對氣流激振問題的避免與控制，并消除汽輪機組內部異常氣流激振的問題。

3.4汽輪機油系統故障

作為汽輪機的重要組成部分，如果汽輪機在運行的過程中，自身的油系統出現故障也同樣會導致汽輪機出現罷工的問題。而這種問題的出現主要是由于機械質量與油的質量差所導致的。并且由于導致汽輪機油系統出現故障的這兩種原因都是通過人為措施來進行控制，使得在面對此類問題時所使用的處理措施相對便捷。在應對機械質量問題時其重點在于設備入廠時的質量管控，在進行機械設備的購買與引進時，需要從性價比與整體質量兩個方面出發，確保所引進的機械設備滿足發電廠正常穩定運行的質量要求。

3.5汽輪機氣缸的檢修

氣缸是汽輪作業的基礎，如果缺乏對汽缸的定期維護也會導致汽輪機在運行的過程中產生故障。而在火電廠中應用較為普遍的氣缸缸體形式主要為上下兩個，并且由靜葉柵、隔板與轉子所構成。并且，氣缸自身所設置的真空層可以在汽輪機運行的過程中有效的防止氣體滲入到其中，以避免其對汽輪機在運行過程中的安全性與穩定性造成影響[5]。

4 結論

綜上所述，發電廠汽輪機在運行的過程中，往往在多種因素的影響下，而產生汽輪機凝汽系統故障、汽輪機轉子不平衡、汽輪機異常振動等問題。而在對相應的故障進行檢修時，需要結合對應故障的特點來采取針對性措施進行應對，并將油系統與氣缸的檢修考慮在內，確保整體系統的運行穩定性。

參考文獻

[1] 左創舉.發電廠汽輪機故障分析與信息分析對策研究[J].信息記錄材料，2019，20（8）：126-127.

[2] 汪帥.發電廠汽輪機的故障分析與解決對策[J].科技風，2019

（7）：179.

[3] 曹金梁.發電廠汽輪機的故障分析與解決對策[J].科技展望，2016，26（29）：75.

[4] 胡俊，崔國智.火力發電廠汽輪機常見故障分析及解決措施[J].山東工業技術，2015（8）：48.

Abstract：For the operation of steam turbines in power plants， the most important point is to realize their own safe and stable operation. In this article， starting from the characteristics of steam turbines in power plants， combined with the analysis of common faults， we will discuss what methods should be adopted to effectively solve the faults of steam turbines in power plants so that the continuous operation of steam turbines in power plants can be guaranteed.

Key words：power plant steam turbine;failure analysis;solution

收稿日期：2020-05-06

作者簡介：張林海（1981—），男，安徽阜陽人，大專，助理工程師，研究方向：汽輪機運行調整及節能降耗。