火電廠汽輪機運行故障處理技術探討

北京國電電力有限公司上灣熱電廠 徐茂森

為進一步提高設備運行穩定性，火電廠需要結合當下的發展需求，對汽輪機的運行故障進行深入研究，引入科學合理的故障處理技術，提高汽輪機運維工作質量以保障發電系統安全穩定運轉。本文以某火電廠為例，對電廠汽輪機運行故障處理技術進行探討。

1 火電廠汽輪機概述及運行故障處理技術應用要點

汽輪機屬于火力發電過程中的關鍵動力構成要素，屬于旋轉式動力機械，為有效維持發電系統正常運轉，需要保障汽輪機的工作質量。與其他機械設備相比，汽輪機的功率相對較大，并且具有使用壽命更長、單機效率更高的應用優勢，在當前火電廠經營過程中，汽輪機屬于適用范圍較廣的原動型裝置設備。在汽輪機的工作過程中，相關設備能夠發揮驅動和供熱的基本作用，在汽輪機的工作支持下進行火力發電時，可有效將電能轉換為機械能，同時可高效驅動其他設備設施實現健康運轉，從而提高電能生產效率。與此同時，汽輪機在工作過程中通過抽氣和排氣會攜帶大量熱能，在合理操作作用下，汽輪機能夠對生產生活進行供熱。

總體而言，汽輪機能夠被分為轉子和靜子兩個主要組成部分，其中轉子是指轉動的部件，靜子是指固定部件。對轉子和靜子進行進一步的細分，轉子當中包括主軸、葉柵、葉輪等構件；靜子則包括蒸汽室、噴嘴室、軸承、氣缸等構成部分。

在維持火電廠汽輪機正常運行過程中，引入故障處理技術時，應注意從汽輪機軸承的運行、維護以及熱力測定等角度出發進行技術應用規劃。工作人員在實踐過程中，應從宏觀角度對火電廠內部汽輪機的運行問題進行全方位的分析和深度挖掘，在明確具體的汽輪機運行故障前提下，有效利用技術手段控制汽輪機熱耗情況，進一步推進汽輪機組熱效率提高，在日常技術應用期間，注意對油系統進行及時清潔，有效保障系統的管道潔凈度，從而避免設備設施因為雜質流入軸承而出現損壞[1]。

在提高故障處理技術應用效果的過程中，相關人員應注意對汽輪機的整體運行系統進行優化更新，有效提高汽輪機運行系統的綜合性能，降低系統運轉期間故障發生概率，在技術應用過程中注意科學管控鍋爐運行，及時有效進行氧化皮處理工作，以保障工作人員生命安全，也可從根源上提高鍋爐材質的抗氧性能，從而為汽輪機運行系統總體質量的提升夯實基礎。

2 某火電廠汽輪機運行故障分析

2.1 異常振動

汽輪機的異常振動故障主要由氣流和轉子受熱變形兩項影響因素引發。具體來看，在汽輪機的運轉過程中，如果氣流在流動期間出現低頻分量大現象，那么汽輪機的運行狀態將會出現明顯的變化情況，相關運行參數也會隨之發生波動，由此汽輪機振動增幅將會顯著變化，從而對汽輪機正常運轉造成不良影響。與此同時，發生氣流紊亂情況時，汽輪機的轉子葉片末端將會存在不均衡的氣流，從而影響轉子正常轉動，進而引發汽輪機異常振動。

如某電廠機組額定負荷660MW，采用定—滑—定和定壓方式運行。該機組在前次停機過程中惰走時間約2.5h，明顯偏長。結合現場情況進行故障分析，機組在首次啟動過程中盤車抽真空時未發生異常沖動，但從第二次啟動開始，異常波動現象一直存在，表明在第一次以后的沖轉過程中有蒸汽進入汽輪機，沖動轉子使轉子異常加速。參考首次啟動過程中盤車軸封的實際磨損情況和具體的軸封壓力、溫度等數據信息進行故障研究不難發現，在盤車首次啟動抽真空期間，雖然未發生異常振動，但是汽輪機的軸封很有可能已經存在磨損情況。

由此，在二次啟動過程中出現蒸汽進入汽輪機做功的狀況。開展進一步的精細化研究可知，中壓后軸封漏汽比較嚴重、沖轉真空水平相對較高的條件下，具備較強做功能力的蒸汽將會對轉子產生影響作用，引發轉子沖轉問題，從而使轉速下降時間持續性提升，導致故障發生。究其原因，在溫度及蒸汽等外部因素的影響下，轉子工作中的溫度水平將超過汽輪機冷態啟動定速要求，進而進一步擴大異常振動故障。

2.2 調速系統故障

與其他故障問題相比，調速系統故障的發生率相對更加頻繁，從汽輪機的運行角度進行分析，在設備工作期間，氣門擺動運行時汽輪機的軸瓦振動現象明顯，汽輪機的運動頻率逐漸提升的前提條件下，振動嚴重性將會越來越高，由此汽車調速系統的運行安全性和穩定性都會受到威脅。具體來看，在設備運轉期間，發生的調速系統故障主要體現在汽輪機運行啟動難度有所提升，定子轉動過程中的擺動幅度過大。

與此同時，在調速系統出現問題的情況下，汽輪機主泵口的油壓在運行期間將會出現瞬間增大現象，同時主泵口油壓還會出現無規律起落的現象。另外，在調速系統無法發揮作用的背景條件下，高壓調速閥門將無法有效工作，且會出現幅度較大的左右擺動情況，在嚴重情況下，甚至會使汽輪機的軸瓦受到損害。

2.3 凝汽器真空故障

冷凝器屬于汽輪機結構當中的重要內部組成部分，在汽輪機運行期間，冷凝器的實際工作情況與汽輪機熱效率之間存在著千絲萬縷的聯系，而凝汽器則對汽輪及排氣口的真空度維持情況有著直接影響作用。因此，在汽輪機出現凝汽器故障后，排氣口真空度在汽輪機運行過程中將會逐漸下降，進而影響汽輪機的正常工作[2]。除此之外，在高溫條件下，利用汽輪機時凝汽器的真空度維持作用重要性更加顯著，而在此情況下，如果凝汽器真空密封效果不佳，自然會使汽輪機運行效率大打折扣。

2.4 積鹽問題

在汽輪機運行過程中，積鹽問題的發生率也相對較高，隨著汽輪機的運行持續時間延長，機械設備當中出現的鹽垢將會越來越重。在汽輪機日常使用期間，如果未能及時對外部積鹽進行徹底清理，將會使汽輪機在后續的運行過程中受到更大的負擔，從而使機械設備出現損壞。通常情況下，解決延期問題需要從日常維護和管理入手。但是，由于部分工作人員在故障處理期間不夠重視鹽垢處理任務，導致定期清理不到位等問題顯著，汽輪機內部鹽垢極大地影響了機器運行效率，從而使火電廠生產質量有所降低。

2.5 油系統故障

汽輪機組油系統故障，往往會在汽輪機例行檢修的過程中被發現，主要特征是汽輪機的軸頸、軸瓦等處的磨損情況較嚴重，增加汽輪機軸頸表面粗糙度。如果不能對汽輪機組油系統的故障進行及時處理，汽輪機繼續使用，會使汽輪機的整體系統停機，所產生的危害性更大。

如某機組負荷867MW時，鍋爐MFT動作，機組跳閘。隨后，進行檢測時當主機轉速低于510rpm，6A、B頂軸油泵聯啟，就地確認油壓及泵運行正常；主機轉速降至120rpm，盤車電磁閥聯開正常；主機轉速降至60rpm，就地檢查發現盤車液壓馬達轉動聲音微弱，立即手動開大供油手動門，但主機轉速仍緩慢下降；調試、工程、監理各方立即就地檢查，確認盤車工作不正常。對引發故障的原因分析，配流盤回油室內存在很多鑄造砂粒，造成配流盤與回油室配合接合面磨損，進油孔與回油腔室密封圈磨損，配流盤卡澀使其與傳動桿之間的傳動鍵槽磨損。

當前，一些火電廠汽輪機應用時產生的軸頸、軸瓦磨損問題，主要是因為汽輪機油系統有機械雜質，隨著汽輪機運行，機械雜質會分布在各個區域中，使軸頸、軸瓦磨損較嚴重。

3 某火電廠汽輪機運行故障處理技術應用方式

3.1 異常振動處理

對異常振動故障進行處理時，工作人員應基于異常振動問題誘因，針對性地采取措施開展依據性較強的故障處理工作，有效發揮故障處理技術的優勢作用。在技術應用期間，操作人員首先應對汽輪機進行關停，確保汽輪機完全停止運行之后，結合以往的故障檢修經驗和汽輪機日常運行情況進行綜合分析，從而找準引發異常振動的主要原因，基于故障根源對癥下藥，有效落實技術手段解決問題[3]。

在處理故障的過程中，技術操作人員需要注意根據故障嚴重程度，對機組給水量和高壓調節汽閥實際工作情況進行科學調整，有效維持機組內部穩定狀態，降低氣流激振引發的負荷問題，從而避免異常振動再次發生。除此之外，工作人員應充分掌握汽輪機的內部結構和基本運行原理，在此基礎上，針對轉子問題原因，采取更換機組轉子等方式解決振動問題。

3.2 調速系統故障處理

在解決調速系統故障時，應將目光落在汽輪機設計工作環節，相關人員應在工作過程中明確了解汽輪機的內部組成結構，對輸油管路和油動機系統等結構的動態特性進行充分了解，在此基礎上從設計層面對調節系統的管路進行優化改良，在根源上降低后續設備運轉期間的調速系統故障發生率。當然，在處理調速系統故障時，還應注意提高油的篩選工作質量，盡可能在選油期間引入優質油投入使用，并且應在汽輪機工作過程中對油過濾裝置進行定期檢查，避免油過濾裝置因為油的質量較差，或裝置自身發生損壞等問題，引發調速系統整體故障。

3.3 凝汽器真空故障處理

在針對凝汽器發生的真空故障采取處理技術時，工作人員應結合日常預防措施，對凝汽器的真空度進行定期檢測分析，并對檢測結果進行清晰記錄，使故障處理技術操作人員能夠在進行維修保養時，根據凝汽器定期檢測結果開展工作分析。當然，在處理凝汽器真空故障時，也應對引發凝汽器真空度不足的主要原因進行篩查，進而針對性地采取科學措施處理故障問題。另外，在解決凝汽器的真空故障時，還應從污垢清理角度出發，根據汽輪機的組成材料，選取合適的化學試劑進行適當清理，使凝汽器的銅管能夠處于暢通狀態。

3.4 積鹽問題處理

要想解決積鹽故障，工作人員應從積鹽現象的預防角度出發，進行技術落實。例如，相關人員應在工作中對汽輪機的水質標準進行嚴格監督管理。在日常機械使用期間，對汽輪機的飽和蒸汽機過濾蒸汽中的鹽分含量進行實時測定，借此將汽輪機飽和蒸汽中的鹽含量控制在正常范圍內。總之，在解決積鹽問題時，首先確定鹽分控制標準，并以此為依據，對汽輪機內部的鹽含量情況進行實時監控，進而有效避免基巖問題的產生。

3.5 機組油系統故障處理

最后，解決機組油系統故障問題時，應從提高檢修過程清潔度角度出發，對軸瓦和相關零件進行科學的清理，有效保障各零件的讓你整潔程度利用清洗劑和面粉團等，去除各部件死角位置的垃圾部件清潔度合格的前提下，進行安裝及檢修等各項操作。

與此同時，也應對軸承箱和油系統管道等結構進行徹底清理，根據不同組成部分的構成特點，選取合適的清潔劑開展清潔工作，以保障零件的潔凈度，從而有效規避系統故障問題。當然，在油系統故障處理期間，也應基于系統的整體運行特點，采取相應的監督技術手段，在系統正式運轉前，利用專業技術進行全面檢測，有效控制油循環沖洗和過濾工作質量，從而降低設備運行期間機組油系統故障發生率。