故障诊断方法在汽轮机通流部分的研究

刘思东　周凡

摘要：汽輪机是火电站的关键设备，直接影响火电机组的运行，而其汽轮机障碍问题受到了国民的重视。因汽轮机中最关键的部分是通流部分，所以本文主要通过讲述汽轮机和通流部分的工作原理，分析它们产生故障的种类和原因，并提出故障诊断方法。关键词：汽轮机；通流部分；故障；诊断

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.171

0前言

目前我国电力发电以火力发电为主，虽然风力和水利发电都得到了大力发展，但是火力发电量仍占总发电量的一半还多，并短时间内不会改变。而汽轮机作为火电厂的核心组成部分，直接影响火电厂的运行，其中通流部分又是汽轮机的核心，更是关系到火电厂的安全。我们要深入研究汽轮机通流部分故障诊断方法，才能确保火电厂的顺利运行。

1汽轮机的工作原理

单机功率大，使用效率高，使用时间长是汽轮机的优点，而“蒸汽透平”则是汽轮机的工作原理。汽轮机一种可以将能量转化为机械能的大型机械，它运用自身的旋转方式将蒸汽转化为机械动能，它还作为火电厂的原动力设备，对火电厂起到直接作用和间接作用，直接作用表现在可以直接驱动各种泵、压缩机等设备；间接作用表现在借助其他机器产生的热气进行供暖。

汽轮机中有大量的蒸汽，这些蒸汽主要是来自锅炉。大量的蒸汽进入到汽轮机的内缸里，并按顺序形成环形，遵循动能原理，汽轮机中的动叶和喷嘴利用蒸汽的热能，转化成机械能。汽轮机在转化蒸汽时，使用方法是有所不同的，这样就导致了转化率不同，所以汽轮机的性能和工作原理也就不同。虽然汽轮机的性能和原理不同，但是汽轮机的构成是相似的，也就是气流通道的组成部分是相同的，即进汽机构、通流部分（叶栅）和排气缸。

2通流部分的工作原理

通流部分一共有三部分构成，如下：

（1）高压部分。这部分主要是由单列式类型的1个调节级压力和等级压力级11个构成，调节级叶片型式又被称为三叉三销联体式，冲动式结构强度高；而压力级叶片材质是方钢，并且同一时间设置在敬业持环上。直槽内层隔板是它的根部，并用L型填隙条锁紧。把直槽附近槽里面放入填隙条，并且用倒T型涡片锁紧叶片以及叶槽。如果不使用T型涡片，高压部分会因压力大，容易使蒸汽泄露，发生事故。

（2）中压部分。中压部分一共有18级，两部分构成。分别由气缸内静叶片和转子轮上动叶片构成，它主要是运用弹簧的作用，实现汽封，这样就可以使转子和叶片围带径向间隙保持适当的距离。

（3）低压部分。低压部分主要也是有两个部分组成，分别是7个等级的相应气缸内静叶片和转子轮上动叶片组成。通流部分的总压力级数是28级，运用双流模式。这一部分主要运用的弹簧汽封方式使小转子与叶片围带径向间隙减小，并且同一时间利用弹簧退让和挠曲使两者之间的摩擦力和磨损减小。其中的静叶片，只有1-5级是由方钢材质铣制制成。

3汽轮机通流部分故障产生的原因

汽轮机通流部分容易发生突发性故障和渐变性故障两种类别的故障。突发性故障指进气阀的阀门杆突然断裂脱落、动叶或者静叶突然断裂脱落等等。出现这种情况是因为通流部分的面积突然改变。渐变性故障是指通道结垢、叶片磨损等现象，出现这种状况，大多都是因为长期使用汽轮，使汽轮内的水汽长时间的浸泡或者蒸汽中的杂质长时间的冲击，造成了水垢堆结和内缸磨损，这是这种长时间使用的现象，形成了渐变性故障。

汽轮机通流部分出现故障的常见现象有两种。第一种是压力级发生故障或轴封磨损。压力级发生的故障原因都是因为长时间的使用流通通道导致了大量尘垢，或者是因压力原因缸内叶片发生断裂或者脱落。故障发生的时候，一般是因通道面积改变调节级压力增加，导致部件发生故障。汽轮机经常开关以及操作不当，使轴封激烈碰撞，加大磨损，使径向间隙增大，导致气缸漏气。

第二种是调节级与调节汽门发生的故障。这两处是故障发生率最高的，因为这两处在运转过程中产生了高压和高温，使大多数的汽轮机焓降落在上面，正是由于它们长时间碰撞，承受高压，导致时间一长发生磨损和腐蚀，致使进汽阀门的阀门杆断裂或者门芯脱落，严重的时候叶片断裂。当缸内气流循环时，汽门与调节级被脱落的碎屑冲击，加重了汽门与调节级的磨损，并堵塞通流通道。

由此我们看出，压力、温度等因素的变化会导致通流部分发生故障。而引发故障的主要原因是调节级的作用，如果操作不当引起压力变化，那样会使阀门断裂或结垢，加重通道堵塞，而且压力使蒸汽改变也会引起通流故障。

4对汽轮机通流部分故障的检查与诊断

汽轮机故障诊断的方法有很多种，很多时候我们都是根据汽轮机发生故障时的特征对故障的性质进行确定。

（1）进行现场检查。当汽轮机通流部分出现故障时汽轮机机组的运转下降，根据这个特征，我们可以判断出现故障，首要条件就是在现场进行全面的检查，详细检查问题所在。当现场检查不出毛病，就检查6级高调门的情况。当发现声音不正常时，就检查门前后的压力。如果是压力值降低，就确定是门芯掉落造成的故障。

（2）对比热参数。汽轮机的各项数据进行检测时，当它承受的蒸汽压力和调节压力有明显的上升，就可以确定通流部分出现故障。以高调门全开为前提，最高工况和负荷相同的情况参数做对比，如果是异物堵塞通道出现问题，那么气流量和调节级压力下降明显。

5结语

从以上分析中了解到，要对汽轮机流通部分的故障进行必要检修。因为其对汽轮机的正常运转起到重要作用，所以一定要引起一定重视。