汽轮机运行中故障原因分析及应对措施

刘畅

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

0 引言

汽轮机是将蒸汽的能量转换成机械功的旋转式动力机械。可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。在化工企业中，如采用国内先进的双加压法生产技术，需要使用蒸汽。在试车和开车时，所用蒸汽是由公司热电厂提供。压力3.5 MPa高压蒸汽进入汽轮机做功，做功以后的蒸汽焓值降低，进入换热器中将蒸汽凝结成水，不凝气体由抽气器抽出，冷凝液回收进入系统循环。

1 汽轮机的型号

选用NK32/36，入口蒸汽压力4.1 MPa，入口温度420℃，出口压力0.012 MPa，正常蒸汽耗量14.2 t/h，正常转速11060 r/min，跳车转速12774 r/min，额定轴功率3718 kW，正常轴功率3380 kW。

2 汽轮机单试过程遇到的问题

1）汽轮机排气侧X向振动高YISA6402X。

2）控制室“505Turbine Control”显示调速器阀位与现场实际指示相差较大，跟踪滞后。

3）速关油压建立不起来。

3 汽轮机故障原因分析及处理措施

汽轮机运行中会出现故障，要及时发现和预防，否则就会给企业带来很大的经济损失，因此在汽轮机的正常运转时，就要时刻观察设备的运行状况。

3.1 汽轮机振动高的危害及处理措施

汽轮机振动高的危害主要是可以使汽轮机组部件连接处松动；动静部分发生摩擦；汽轮机叶片动应力过高而疲劳折断；保安器误动作；流道部分发生摩擦和磨损。

3.1.1 汽轮机振动高故障原因及处理措施

汽轮机在单机试车中，由于没有与其他三机相连，所以压力要求不高，汽轮机并不需要太多的能量来做功。相反，在单试进气压力在3.1 MPa左右，容易造成汽轮机入口的调速器阀门开度波动大，流量不稳定。汽轮机的转速由“505控制系统”通过调速器阀门自行调节，使设定转速SP与实际转速PV相等。从本次汽轮机单机试车的现象可以看到，调速器阀门打开后，阀门开度在6 s时间内从0%达到37.2%。实际转速从0 r/min快速升到1770 r/min后，调速器阀门迅速关到0%，转速又很快下降。在此种情况下，实际转速的快速升高往往伴随汽轮机排气侧振幅高，达到了联锁值75 μm，引起联锁停车。

处理措施：将汽轮机进气压力由3.1MPa降到2.1MPa，重新冲转后振幅最高达到69.2 μm，持续3 s后迅速下降，并稳定在7.4 μm，重转成功。

3.1.2 汽轮机轴封压力故障原因及处理措施

汽轮机在冲转前缸体疏水不及时，并且汽轮机轴封带液。汽轮机缸体有5根疏水管线分别是：轮室疏水一根、平衡管疏水一根、轴封疏水两根、速关阀前疏水一根。汽轮机启动前，需要对入口的蒸汽管线进行暖管。在暖管过程中，虽然速关阀与调速器处于关闭状态，仍然不排除有高压蒸汽漏入汽轮机的可能。因此，在汽轮机启动前将6根疏水管线保持一定的开度，防止缸体积液。轴封带液在机组运行中可能使轴端密封损坏，严重的使机组发生水击，危害机组的安全运行，很容易造成振动高、轴位移增大、胀差减小或者出现负胀差。

处理措施：在汽轮机单试过程中，主控室显示轴封压力0.18～0.2MPa（表压），现场信号管冒气较大，在一定程度上增加了蒸汽对转子的冲击，从而间接引起了汽轮机在冲转过程中振动的增加。一般轴封压力控制在0.1MPa为合适。

3.2 调速器阀位主控室与现场指示问题及处理措施

在汽轮机具备启动条件时，主控室操作员在“505TurbineControl”上按下运行键“Run”。操作员设置目标转速，转速给定回路按30～50 r/min的升速率，将阶跃的目标转速变换为线性变化的转速给定值，以转速给定值SP与实测转速PV的差值Δn作为调节信号。通过改变调速器阀门的开度，控制机组的转速。只有Δn=0，调解过程才结束。只要转速给定值不变，若出现内部扰动使Δn≠0时，调节系统立即调节，使SP=PV。但用差值信号进行调节时，必须配置积分器或积分环节，以使在Δn=0时，保持调节器输出信号≈阀位信号，使调节阀的开度不致因Δn=0而关闭。在现场，我们可以通过二次油压来判断现场阀位指示的开度。本次试车主控显示阀位与现场显示阀位如下：A1（15%，0%），B1（26.2%，8.2%），C1（21.6%，14.8%），D1（35.6%，36.3%），A2（12%，8%），B2（24%，28%），C2（29.4%，32.8%），D2（23.7%，21.3%）。从上可以看出，控制室输出的阀位与现场存在明显的滞后，从控制室输出命令到现场执行，又从现场执行回到控制室进行比较需要的时间较长，这就需要仪表人员减小系统内的积分时间，增大微分值。通过不断调整尝试，使其信号稳定。

3.3 油压故障原因及处理措施

汽轮机在建立速关油压时，发现速关油压建立不起来。后来检查发现在速关组合件回油管线内，垫片堵在管道内，导致回油管线不通，从而无法建立速关油压。该分厂在对油路管线吹扫和清洗时，采用的中压蒸汽。由于压力温度较高，使垫片软化。在复位过程中没有检查垫片的正常与否。

处理措施：对管线进行拆卸，更换新垫片。在对管线的清新吹扫结束后，按要求对垫片进行更换。

4 结论

在汽轮机单试过程中，有可能会遇到许多问题，只要认真处理，就可以从汽轮机的工艺操作和仪表系统入手，综合分析，排除设备的所有故障，为顺利试车做好准备。

［1］ 潘宝良.浅论火力发电厂电气运行中故障原因及应对措施［J］.科技资讯，2012（20）：135.

［2］ 蔡艺.分析火力发电厂电气运行中故障原因及应对措施［J］.电源技术应用，2012（11）：85.