火力发电厂汽轮机常见故障分析与检修

罗斌

摘 要：确保火力发电厂正常供电离不开汽轮机的正常运行。作为保证电力生产顺利的基础设备，针对其运行中产生的故障所做的检修是火力发电厂所需要研究的重要课题，这就使得相关维修人员需要具备发现汽轮机故障原因并顺利排除其故障的能力。文章首先分析了汽轮机的工作原理，并根据其工作的原理总结出在运行过程中汽轮机可能产生的常见故障，并对此进行分析总结出合理的检修手段和过程。

关键词：火力发电厂；汽轮机；常见故障；检修

引言

目前，火力发电作为我国电力的主要生产方式之一。面对日益增长的电能需求，无论是维系人们日常生活还是满足国家发展，国家在电能的供给质量上的要求日渐增加。因此，做好汽轮机的维护保养工作便非常重要。作为整个发电结构的动力组成之一，常会收到诸如环境等因素的影响，造成故障的增多，从而导致了经济上的损失并对人们生活造成了影响。针对这种情况，提高日常检修工作质量，解决常见故障具有重要意义。

1 汽轮机简述

1.1 汽轮机的组成和工作原理

汽轮机是一种旋转式动力机械设备，是为发电机提供动力的驱动设备其组成包括两个部分：第一，转动部分，即转子。转子主要由叶栅、叶轮、联轴器、主轴和紧固件等组成。转子在整个汽轮机中起到工质能量的转换与传递扭矩的作用。在高温、高速的工作环境中转子一方面担负着来自自身主轴离心力、叶轮、叶片和热应力带来的压力；另一方面，汽轮机产生的蒸汽通过作用于转子传递到电机。第二，固定部分，即静子。这一部分主要由汽缸与汽封、蒸汽室、喷嘴室、隔板与隔板套、轴承与轴承座、机座与滑销系统等组成。

汽轮机作为火力发电的原动装置，具有功率大、效率高和寿命长等优点，其具有提供驱动和供热的作用。汽轮机的工作原理主要体现在：将汽轮机运行过程中由于排汽和抽汽而产生的热能转变为机械能，以机械可驱动各种泵类运转的原理，来实现生产、生活中的用电需求。

1.2 汽轮机维护保养的必要性

火力发电的稳定性在一定程度上保障了电力的有效供给，是国家经济发展的重要支柱。发电厂是否能够安全、及时地发电离不开汽轮机的正常、稳定运行。汽轮机出现故障不仅会影响人们的正常用电，还会导致设备的损伤。由此可见，日常汽轮机的维护是十分必要的。作为现今电厂维护部门的主要任务，以理论同经验相结合的方式提高火力发电厂汽轮机维护人员的能力，从而及时检修汽轮机故障、延长汽轮机使用寿命具有重要的意义。

1.3 汽轮机常见故障分类

由于汽轮机工作环境较为复杂，常常受到湿度、温度、寿命以及制造工艺等因素的限制，使得汽轮机在运行过程中容易产生故障。目前，较为常见的汽轮机故障是汽轮机的异常振动。汽轮机异常振动的类型主要有三种。

第一种，普通的强迫振动。这种异常振动产生的原因主要有四点：（1）因汽轮机自身质量的不平衡导致的振动平衡；（2）因刚度的下降使得结合面产生差异而导致的振动大；（3）因转速到某数值时产生的与轴承座共振；（4）因转子和轴承连接中点的不一致而产生的振动。

第二种，非正常的强迫振动。这种异常振动产生的原因主要有七点：（1）由于汽缸的膨胀导致不畅通而引起的振动；（2）由于汽轮机联轴器的螺栓发生了松动现象而导致振动；（3）由于汽轮机转子产生了裂纹，使得汽轮机运行产生振动；（4）由于汽轮机转子在高速转动过程中某些部位因摩擦而引起的发热较为严重所导致振动；（5）由于发电机的励磁电流大于标准而引起振动；（6）由于汽轮机的中心口进油而产生振动；（7）由于汽轮机的主轴和轴承产生了静摩擦而导致振动。

第三种，自激振动。这种异常振动产生的原因主要有两点：（1）因汽轮机的汽缸盖膨胀或者膨胀差异常而引起振动；（2）因汽轮机所承载的负荷高于正常值而使得高压转子出现了气流激振现象而产生振动。

2 汽轮机故障检修的一般流程

汽轮机的故障检修流畅可以分为两种，即传统模式的汽轮机故障检修流程和新型故障检修流程。第一种，传统模式的汽轮机故障检修流程。这种流程主要是包括两个方面：一方面是指事后进行汽轮机的维修工作；另一方面是按照某种计划进行维修。无论是这两种哪个检修流程都存在着效率低下、无法控制潜在故障、浪费人力和物力等诸多弊端。而正因为这些问题的出现使得维修人员通过不断地思考和实践提出了新型的故障检修流程。第二种，新型的故障检修流程。这种流程目前包括预防性的汽轮机检修和状态检修两种。这两种检修方式有效地提高了查找和判断汽轮机故障的准确率、降低了检修成本、确保了汽轮机运行的稳定性、提高了经济效益。

3 汽轮机常见故障及检修

（1）汽流激振、转子热变形、摩擦振动等因素常常引起汽轮机组异常振动故障。检修汽轮机异常振动故障时，可采取不断调节整个机组的给水量、调整整个高压调速的汽门等，最后再确定机组产生这种气流激振的具体状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。

（2）凝汽器产生真空气密性不良、结垢等问题时，会导致凝汽器真空度降低，尤其在高温环境下，循环水温急剧升高，影响了凝汽器的吸热量和蒸汽的冷凝温度，使得排气压力和温度升高，机组出现振动等相关故障。对于这类故障，通常可以通过对喉部以下凝汽器汽侧和真空系统进行罐水检漏，定期检查清理喷嘴和汽轮机轴封，消除机组漏气点、加强抽汽效率。必要时可采用化学方法对凝汽器除垢。

（3）汽轮机组调速汽门在运行过程中经常出现摆动的现象，将导致汽轮机轴瓦振动加大，主要表现为开机时转子定速困难，转速摆动达±20r/min；机组运行时，频繁发生主泵出口油压瞬间下降然后回到原值；高压调速汽门在机组运行期间，出现左右振动大的情况，阀门处振动尤为剧烈，有的致使轴瓦损坏，严重影响机组的安全稳定运行。检修此类故障时，要全面考虑油管路与油动机整体系统的组合动态特性，改进系统的油管路；加强油质管理，定期对抗燃油进行取样检查和化验以确保油质；定期更换硅藻土过滤器和系统中所有精密过滤器，保持滤网的通畅；定期检查储能器氮压，维持油压稳定；对油质滤油化验合格后，更换电液伺服阀内滤网和电液伺服阀，定期对电液伺服阀内滤网进行清洗或更换；保证汽门门杆与连接套拧到位，确保接触面达75%以上，消除振动引起的缺陷。

（4）汽轮机产生严重盐垢时，要先先拆开汽轮机汽缸，吊出转子、 隔板等，采用手工除垢或喷砂处理等方法处理，必要时可使用软水或柠檬酸溶液进行清洗。

（5）汽轮机组中压主汽门伺服阀门卡死、伺服机构节流孔堵等故障，严重影响机组的运行。检修汽轮机油系统过程中要注意清洁，使用煤油或清洗剂清洗干净轴瓦、各油阀门、止回阀、疏油阀、油箱和冷油器等。此外，在检修后可对机组油系统采用整体油循环的方式清洁。

参考文献

[1]王文鹤.火力发电厂汽轮机的常见故障分析与检修[J].企业导报，2013（22）.

[2]王彤.论发电厂汽轮机常见故障分析与排除[J].通讯世界：下半月，2013（7）.