关于汽轮机的常见故障及对策思考

林顺平

摘 要：发电厂发电系统正常工作的核心部件是汽轮机，因此汽轮机是否平稳工作对发电厂的安全稳定运行有着关键的影响。因为汽轮机本身的结构比较复杂，所以使得平时的使用、保养和维修进行起来比较困难，而汽轮机运作的经济性、可靠性、安全性一直是人们所关注的话题。汽轮机在运行的过程中如果出现了问题，不加以维修的话会直接影响汽轮机的使用寿命与经济效应。文章主要通过对汽轮机常见的故障进行阐述，并对排除汽轮机常见故障进行理论分析研究，最后提出合理的解决措施，以期对同行提供参考。

关键词：汽轮机；常见故障；理论分析

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）12-0094-01

随着经济的快速发展，国家各行各业对电力的需求也日益增加，对电力行业的安全检测也提出更加严格的要求，传统的汽轮机故障检测技术和维修技术已经难以满足当前电力行业发展的需要，这务必需要更加先进的故障检测、排除技术，汽轮机的发展在某种程度上直接关乎整个国民经济的发展。在现代化电厂运行管理中，电厂设备运行是以汽轮机组为中心的，汽轮机的运行是否正常，直接关系到电厂的发电能力。如何针对电厂汽轮机常见故障开展设备的管理与控制，以及降低设备故障对电厂经济效益的影响，已经成为电厂电力供应急需解决的问题。

1 汽轮机的常见故障类型

在汽轮机的运行过程中，高温高压的蒸汽进入汽轮机会做功，不管是制作工艺、基建或者后期保养管理不善导致的基础固定不良好、转子轴心不平衡还是运行调整不利或者设备异常导致的工况异常，随之出现的大部分故障都会引起机组的异常振动。经过观察机组振动的现象，汽轮机的故障类型主要有如下几点。

1.1 机组非正常的强迫运动

其主要表现有：①联轴的螺栓松动，主要是由于汽轮机的晃动、振动或者是承载的负荷过大；②气缸的膨胀不畅，一般是由于定速后轴承座的振动增大，这种现象发生于气缸涨差和气缸盖的膨胀式密切相关的；③汽轮机子受热弯曲，导致这一情形主要是由于转子的温度和振动为满足转子的正常需要；④裂纹转子的失衡导致其本身的晃度与振幅经常性的增大；⑤汽轮机中心孔进油，这主要是由于转子的振动幅度加大温度上升后，导致振动的频率也加大，因此进油量变多；⑥励磁电流与振动二者同时作用使得发电机热弯曲；⑦轴承与主轴的二者的动静摩擦，通过观察可以看到振动波动呈现发散式，然而这种振动跟整个汽轮机承载的负荷没有联系。

1.2 机组正常的强迫运动

其主要表现有：①汽轮机的刚度下降，落地轴承结合面差别震动大；②共振现象，汽轮机的转速快要达到1 600 转/min时，将出现轴承座的振动上升加速状态；③汽轮机转子不中对导致其晃动程度特别大。

1.3 汽轮机自激振动，即汽轮机在运作中自身引起的

振动

其主要表现：一方面，汽轮机在高负荷的运行过程中，高压转子的气流收到外界激振；另一方面，气缸盖的膨胀和不正常的气缸涨差导致油膜震荡。特别是近年来，汽轮机通流部分由于结垢，汽流通过了隔板及叶片时压降增加，使之负荷加大导致振动异常的事件也越来越多。

2 汽轮机故障排除的理论分析

应用设备诊断技术，全面了解设备运行的状态，及时发现故障存在的部位与原因，利用科学的分析，采取相应的对策，就可以避免发生重大事故，减少不必要的经济损失，常见的方法有。

2.1 传统方法

人们通过直接触摸机械设备感知机器的温度和振动幅度，通过听觉感知机械的声音，凭借丰富的工作经验来检测汽轮机发生故障的部位，期间他们一般会用到听棒来感知转子和轴承的运行现状。

2.2 振动分析法

人们一般通过频谱分析、小波分析和时域分析来寻找振动的状态。①频谱分析法通过变换将复杂的信号分成简单的信号，从时域再转换成频域，最后综合在一起进行分析。例如吴峰崎等对转子故障所产生的声信号进行三维谱特性分析，总结了故障信号和对应声谱特征，经过试验验证该转子故障诊断的可行性；②小波分析法师基于傅里叶变换而发展的又一新的数学方法，它在振动信号处理方面可用于信号降噪与特征的提取，有人采用小波分析法对汽轮发电机组的振动信号进行相关频带能量特征提取，通过对能量统计棒图进行参考，分析出试验汽轮机发电机组出现了低压缸转子对中不良，联轴器发生松动的故障；段晨东等研究了第二代小波变换在转子碰撞故障特征提取中的应用，采用了提升模式经过分解、预测、更新以及合成四个步骤构造第二代小波，第二代小波不使用Fourier变换，在时域内完成计算，可以获取时频局部化特征；梁霖等提出了一种基于小波-奇异值分解的故障特征提取方法，利用小波变换将信号中的多种特征分量分解到用小波系数表示的时频空间，再用奇异值特征分量分解到正交子空间中，经过对特征子空间有选择的重构实现故障特征的提取；③时域分析法师在时域范围观察振动信号的幅值特征、周期性、随机性以及计算统计特征参数，结合时序分解与变换算法可以获得时间序列的局部性特征及隐含特征，根据这些特征参数来判断齿轮不同故障状态的指标，分析正常、齿面磨损以及轮齿断裂的情况。

3 汽轮机主要部件的检修应注意的问题

气缸是汽轮机重要的组成部分，有上下两个缸体，主要是由静叶栅、隔板和转子构成。然而里面的真空层能够对空气的渗入起到一点的阻止作用，这样一来汽轮机的可靠性和安全性大大提升了，检修气缸，可以从以下几个方面来进行：

①拆除仪表。主要分为两个环节，第一是要拆掉化装板支架上的所有连接螺丝，其间必须让支架、压条、螺栓不会受到破坏，可以使所有化装板吊去，而且化装板上的喷漆也要保护好；第二就是标记号化装板上的装配序号，还要将拆下来的零件放置好以免遗失，方便接下来的重装；②等气缸上缸的温度降到120 ℃之后拆卸汽轮机的保温层。拆除调速气门上的所有三角架螺栓，用定位鞘，调走三脚架，卸掉气缸前后左右的法兰螺栓，切忌将螺栓弯曲、蠕伸、乱扣；③平滑安装导管，在倒杆上抹上透平油，对角进行安装。除此之外，必须同时观察气缸的结合面和气缸的变形状态，且还需测量纵向水平的气缸水平中分面；④经各个重要的部件检修后，对汽轮机的本体部分进行组装，堵住每个配合面的空洞，记录完后把封贴贴好。

汽轮机的转子是汽轮机的传动部位，对整个机子的运行起着不可替代的作用，其检修的方法是：

①标记号转子的位置，将水平仪放在轴颈的中央，仔细记录下轴向的水平度，与之前所做的记录进行对比，保证测量轴颈的扬度在一定范围之中；②检查千分表的准确度，确保无误后，巧妙使用千分表测量转子在运作的过程中的晃度，记录下来再与之前读数进行对比，看是否保持一致，如果比较后发现而者有偏差，那么就需要观察测量中的失误再进行一次重测；③使用契型塞尺测量汽轮机的动静叶间隙；④拆除联轴器外面罩壳与紧钉的螺栓，使转子吊出，将汽轮机端与发电机端的联轴器止口脱开，观察联轴器螺栓是否有裂纹，再清理动叶片检修汽轮机隔板套、隔板与喷咀，方法为拆除喷嘴、隔板、导叶，先拆压板螺栓，再拆除隔板，使用起吊器将套板与隔板调出，最后进行这些零件的检查，检查是否有裂痕，是否出现零件松动的现象。

4 结 语

综上所述，通过对汽轮机常见故障的理论研究分析，笔者提出了为汽轮机主要部件进行检修的建议，可以及时发现并消除汽轮机常见故障隐患，有效地避免不必要的经济损失，满足现代电力能源的供应要求。实际上，无论检测技术多么先进，都需要人们对故障早发现，通过加强汽轮机检察人员的的素质培养，从而提高他们对于常见故障的处理能力，以尽快地找到故障原因，采取正确的应对措施，保证汽轮机的正常运行，这样才能让汽轮机更大的造福于人们。

参考文献：

[1] 郭天霞.汽轮机常见故障排除方法与分析[J].黑龙江科技信息，2011，（20）.

[2] 强春胜.汽轮机调节系统故障排除与分析[J].黑龙江科技信息，2011，（20）.