电厂汽轮机常见故障分析及处理对策研究

侯凯

摘要：国民生活质量大幅度提升之余，对于电力能源需求空间不断扩张，而汽轮机作为电厂机组核心部件之一，能否得到妥善安全的管理，直接决定今后电厂工作运转的长远和正常性，因此在电厂日常经营管理期间，必须处理好汽轮机常见故障应对和养护工作，这也是当前作为专业机组工作人员必备的素质。本文浅析电厂汽轮机常见故障分析及处理对策。

关键词：电厂；汽轮机；常见故障；处理对策

中图分类号：TM621.3 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2017）12-0082-01

Abstract ： The quality of the national quality of life is greatly improved ， and the power energy demand space is continuously expanded ， and the steam turbine is one of the core components of the power plant unit ， and whether the long - term and normal operation of the power plant can be obtained directly . Therefore ， it is necessary to deal with the common fault response and maintenance work of the steam turbine during the daily operation management of the power plant ， which is also the necessary quality for the staff of the specialized unit . In this paper ， the common fault analysis and the treatment countermeasure of the steam turbine of the power plant are analyzed .

Key words： power plant； steam turbine； common fault； treatment countermeasure

引言

汽輪机作为电厂供电的核心支持设备，其结构机理特殊且工作环境繁琐复杂，做好该类结构的日常维护工作，将直接决定发电厂运行管理实效性和竞争发展前景。因此，有关工作人员要持续开展电厂汽轮机常见故障控制和管理工作，旨在令该类设备故障隐患遏制在最小范畴之内，规避对电厂实际生产能力的限制效应，最终确保电厂电力供应的可靠性。

1 汽轮机工作原理及其分类

汽轮在火力发电厂中承担着将蒸汽热能转化为机械能的重要任务，在电厂中占有重要地位。在实际生产作业中，汽轮机主要依靠的是高温高压蒸汽具有的内能来推动汽轮机叶片发生旋转，以把热能进一步转换为相应的机械能，让该机械能来推动发电机运转，以生成电能。在实际生产中，依据汽轮机结构的不同，工作原理的差异以及热力特性等不同，可把汽轮机分为不同种类，具体如下。（1）依据汽轮机实际结构的不同，可把汽轮机分为单级与多级汽轮机、单缸与多缸汽轮机以及单轴与双轴汽轮机。（2）依据各汽轮机实际工作原理的不同，可把汽轮机分为冲动式汽轮机、反动式汽轮机以及速度式汽轮机，这几种汽轮机蒸汽实际膨胀位置也会有所不同，其中对于冲动式汽轮机而言，其蒸汽膨胀位置主要为各级碰嘴处及静叶部位；对于反动式汽轮机而言，其蒸汽在静叶及动叶中都会发生膨胀；而对于速度式汽轮机而言，其属于一种先让蒸汽在喷嘴中发生膨胀后产生动能，然后再让这些动能作用于动页上的汽轮机。（3）依据汽轮机热力特性的不同，可把汽轮机细分为：蒸汽式汽轮机、供热式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽式汽轮机以及饱和蒸汽式汽轮机。

2 汽轮机常见故障分析

2.1汽轮机的真空降低

汽轮机正常运行时，其汽缸内部应是封闭的，若汽轮机的机体本身发热则表明已长时间超负荷运行，其真空极易降低，从而影响设备运行。汽轮机真空下降有以下原因：一是凝汽器相关联的通道被堵塞，其真空下降较为缓慢；二是循环水泵出口存在问题，其真空受影响呈现直速下降；三是没有足够的水量保证循环水泵正常运行，当汽轮机运行时，循环水泵进出口水温温差就会过大；四是正常运行汽轮机的循环水泵水温逐渐升高，导致其机身内部的气压逐步增大，造成真空缓慢下降。

2.2汽轮机超速故障

汽轮机转速超过保安限速的情况就是汽轮机超速，出现严重超速的情况说明汽轮机已呈现转速持续上升状态。运行中汽轮机出现超速主要表现为：功率仪表指示为零；主油压仪表、频率仪表与转速仪表的数值持续上升；机组在运转时有异响出现，振动情况越来越强烈。通常以不超过120r/min作为汽轮机转速的限制，如果出现速度超过其限制值的情况，部分汽轮机的传动部件就会因作用力过大无法承受而最终断裂损坏，严重超速会导致汽轮机飞车事故或机组轴系的断裂，甚至出现机组设备被损坏报废的情况。

2.3汽轮机叶片损坏

若汽轮机长时间在恶劣环境下保持高速运转而未及时进行保养等，则会使汽轮机叶片损坏、老化，甚至报废。叶片出现故障，不仅会降低汽轮机的动力输出效率，还会导致轴系受到严重磨损，最终使设备寿命大大缩短。叶片损坏主要存在两方面的问题：一是设备内部存在的问题，叶片本身质量是问题关键所在，其生产过程没有严格按照相关的质量要求执行，导致叶片在汽轮机运转过程中损坏；二是使用的原因，主要是作业人员操作不当，再加上温差、水冲击和环境的影响，都会对汽轮机叶片的正常使用造成不同程度影响。

3 处理措施

3.1真空下降的处理

当汽轮机存在真空下降故障时，应及时了解汽轮机的运行情况，根据出现的故障情况，对故障类型进行有效判定，并对真空下降的故障原因进行分析，采取必要的措施。对于不能及时或彻底解决的故障类型，就必须依照电厂相关设备管理的要求和规定，将汽轮机的工作负荷量降低到最小，从而防止汽轮机真空持续下降。

3.2汽轮机超速故障问题的预防与处理

对于汽轮机超速的问题，首先需要检查超速保护装置，必须严格按照相关标准要求在机组启动前进行超速保护试验，保障装置能正常投入运行；若无法确保超速保护能正常运行，则严禁启动机组，并查明故障原因。另外，需要定期对汽门的活动情况进行检查，对于大修后的汽轮机机组应检查其汽门的密封性；设备再次启动时，必须进行机组甩负荷试验，通常机组在冷态状态下启动应带25%～30%的负荷；危急保安器的充油试验应在汽轮机机组运行2000h后进行。

3.3汽轮机叶片损坏的处理

对于外部作用使汽轮机叶片出现损坏的情况，在采购和使用汽轮机的叶片时应加强管理，注意叶片的规格型号、韧性强度、耐腐蚀和老化性等，使其能最大限度满足汽轮机的生产负荷及工作环境的要求。另外，当汽轮机处于正常运行状态时，加大可能出现生产故障与安全隐患的运行关键环节的维护力度，避免对叶片造成损坏。针对已有损坏的叶片及时进行检修和更换，以防对机组轴系造成损坏，影响安全生产。

4 汽轮机运行中振动故障及处理技术

4.1油膜震荡故障

此种震荡现象主要表现为转轴跳动较强，当跳动严重时可能还会影响到机组主轴外露部分。对于这种故障其主要产生原因为：当发电机转子于轴承油膜上进行高速旋转作业时，因受较大载荷影响对其初始稳定性产生破坏所致。具体我们可用下述几种方法进行解决：①降低转子与轴承间的摩擦力。②严格按相关标准来选用压力合格，温度达标的润滑油。③想方设法减小润滑动力粘度。④压缩轴与瓦之间间隙或把上轴瓦轴承合全宽度扩大。⑤尽力缩减轴颈及轴瓦间的实际接触角度。

4.2摩擦振动故障

当汽轮机发生摩擦振动故障后，可能引发部分分频分量、倍频分量还有高频分量现象，有时还会出现波形削顶现象，若在实际生产中，若摩擦振动持续时间过长的话，还有可能会带来涡动现象。对于此种振动，其发生原因主要为：当汽轮机经长期运行后，可能会出现高温现象以及高应力现象，这些现象破坏了汽轮机的叶栅部件、叶轮部件、主轴或联轴器所致，可能使它们出现弯曲变形，把初始的平衡态破坏了，以致最终引发异常振动故障。

4.3转子热弯曲故障

该故障主要受转子工作温度与蒸汽参数等因素影响，其主要发生于汽轮机组冷态启机定速后所处的实际带负荷运行阶段。其主要发生原因为：当汽轮机进行高速旋转时，其叶片、叶轮还有其主轴通常会受离心力形成的巨大应力影响，这样便很容易造成弯曲变形现象。在实际生产中，对于此种故障我们可一方面可通过应用一些耐高温、耐高压以及耐腐蚀性材料来制作这些部件，另一方面在发现汽轮机转子出现热彎曲现象后，也可通过从新更换新转子来解决此类故障。

5 结语

汽轮机在运行作业中难免会发生各种故障，通过详细分析汽轮机常见故障发生原因，并归纳总结具体故障处理对策，将有助于工作人员更及时、更高效地处理汽轮机故障，以期能对相关工作者有所助益。

参考文献

[1]蔡华.关于汽轮机运行中调节系统故障分析[J].电子世界，2016（16）：146.

[2]张法科.660MW超临界汽轮机组高压调节阀故障分析与处理[J].内蒙古电力技术，2017（2）：119-122.

[3]卢旭东.火电厂汽轮机异常振动故障排查技术分析[J].科技创新导报，2016（12）：74-76.

DOI：10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.12.096