汽轮机本体常见故障检测分析

王海宏

【摘 要】汽轮机是进行能量转换的一种动力机械，属于大型旋转机械，通常作为发电机的原动机也能直接驱动其他机器，满足生产、生活所需。然而在使用过程中，汽轮机由于长时间处于高温高压和高速运转的环境，很容易发生故障[1]。为了确保汽轮机能够正常稳定的工作，必须及时发现各种潜在故障，排除各种已知故障。

【关键词】汽轮机；故障；检测分析

引言

汽轮机主要应用于各种火力发电厂，作为发电厂的主要动力机器，汽轮机将热能转化为机械能，带动发电机进行发电工作，汽轮机正常稳定运行是发电厂供电的前提条件。火力发电厂的汽轮机在高温高压的状态下工作，而且汽轮机在工作时还要进行高速旋转，发生故障在所难免，及时排除故障不仅能提高发电厂的工作效率，还能在一定程度上确保操作该设备的人员处于安全状态。因此，汽轮机故障的检测维修至关重要、不可忽视。本文针对汽轮机本体进行全面叙述，并对汽轮机本体故障检测进行详细分析。

一、汽轮机本体

构成汽轮机本体主要有两个方面，即静止部分和转动部分，前者叫做静子、后者叫做转子。静止部分主要包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分也就是转子，主要包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。静止部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分[2]。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳，汽轮机本体还设有汽封系统。

二、汽轮机本体常见故障的分析

随着时代的发展，汽轮机不断进行改进，其功能越来越广、性能越来越强，但机组也相应变得越来越大，构成也越来越复杂，设备一旦出现问题，排查难度也相应增加。由于不能及时找出故障所在，机组很容易不受控制，引发难以预料的事故，给国家、企业和个人造成巨大的损失。因此近年来，汽轮机故障的监测和检测受到了广泛关注，截至今日已经发展成为一个相当热门的领域。

（一）汽轮机异常振动

机组异常振动是汽轮机运行状况优劣的重要体现，也是机组设计、安装、检修质量的综合反映。一旦汽轮机发生异常振动，将对机组的安全稳定性造成严重影响。振动大的危害主要有：可能导致轴瓦磨损；动静部分发生摩擦；大轴弯曲；调速系统不稳；危机遮断器误动作；机组非停。由于汽轮机构造极为复杂，所以异常振动的原因很难进行寻找，排查过程消耗的时间也相对较长，故而汽轮机异常振动成为了检修工作中的难点内容。在发生异常振动时，相关操作人员总是降低汽轮机所承载的负荷，同时也降低其运转的速度。这种方式既降低了汽轮机的工作效率，还不能完全解决异常振动的根本问题，因此没有使情况从根本上改善。

（二）叶片损坏

汽轮机之所以能够进行高速旋转，利用的就是转动部分的叶片，是转子的主要组成部分。叶片在旋转过程中会受到很多方面的影响，长期累积会导致其零件发生老化、损坏的情况。另外，叶片属于金属制品，长期在蒸汽环境中进行旋转，金属受潮且暴露在空气中会发生氧化反应，出现铁锈，慢慢腐烂变质。再者，叶片在长期的旋转过程中受力的影响也会对其产生破坏[3]。

（三）汽轮机未在真空环境中工作，造成异常

汽轮机需要在密闭环境中才能进行正常工作，因此一定要尽量保障汽轮机在密闭空间内完成工作，密闭性能是否良好直接影响汽轮机的工作效率。一般空间密闭性越好，汽轮机工作效率越高，空间密闭性越差，汽轮机工作效率越低。当汽轮机处于完全真空的空间内进行工作时，效率则趋近于最高，当然这只是理想状态。但是当汽轮机处于空间密闭性能较差的环境中进行工作的时候一定会大大降低其工作效率，导致无法完成工作的同时又浪费了火力发电厂的资源，使其投入高成本却不能收获到该有的效益。

三、汽轮机本体的故障诊断和故障检修

（一）故障诊断

汽轮机出现问题时就会发生异常振动的情况，因此可以根据汽轮机振动的特点对汽轮机进行故障诊断，寻找故障源头所在。汽轮机的异常振动主要有如下几种体现。

1.与此同时，要对汽轮机的日常工作资料和数据及检修状况进行收集、整理，按照类别进行归档，以便日后查阅；

2.将归档资料进行详细的研究和分析，参考以往发生故障的原因和经常发生故障的部位，做科学的故障预演模型，研究故障的发展趋势，找出故障关键点；

3.利用最迅速且简单的操作在第一时间找出并排除故障。

（二）故障检修

1.气缸检修

在对汽轮机的气缸进行检修时，要详细了解气缸内部的构成要件，为了避免气缸进入空气而设置的真空层具有保障汽轮机稳定运转的作用。一般情况下，气缸的检修有以下几道程序：

（1）卸掉仪表和支架上的所有螺丝，并进行标识，以免弄混；

（2）拆卸保温层，注意上缸温度不能太高，要低于100℃，同时防止保温层混进去可燃物品；

（3）拆卸调速气门内的三脚架螺栓，取下定位销，之后还要将气缸前后及水平位置的螺栓一并全部拆掉；

（4）进行导杆安装工作；

（5）用顶丝将汽缸均匀顶起5至10mm；

（6）用行车将上汽缸吊起少许，四角偏差不得大于2mm；

（7）当汽缸吊至100mm时，检查内部情况，无卡涩现象；

（8）上汽缸吊出后，应该放到指定地点，并用方木垫好；

（9）检查气缸内部的全部构件，找出磨损、变形以及生锈的构件并进行处理，必要情况下要进行更换；

2.轴承检修

对转轴进行精密检测（尽量减小误差）：包括轴瓦紧力及轴瓦间隙测量。精密检测是解体汽轮机并使汽轮机的转子各自对应半实缸和全实缸，找到转轴的中心。其检测特别困难，要考虑诸多因素。

3.密封瓦检修

由于汽轮机种类多样，因此不同的汽轮机使用的密封瓦也就不同。环式密封瓦主要有三种，即双流、分流、联合环式这三种[4]。双流密封瓦密封性比较好，特别需要提的是，针对密封瓦的检修要把检验重点放在上下密垫的质量和交接处的维护管理上。对密封瓦应该定期进行清理，清理安装完毕后确保绝对密封，不让其气体流入进去。

4.管路部分和解体检修及其它部位的检修

汽轮机管路出现问题时需要及时对问题原因进行排查。假设管道出现裂痕损坏，先要对裂痕进行拍照留存，作为档案的一部分，然后对损害程度进行等级评定，通过合理的方法进行处理。

四、结束语

汽轮机作为火力发电场的主要动力机器，由于其长期在高温高压和高速运转的工况下，因此很容易发生故障。为了确保汽轮机能够正常稳定的工作，必须及时发现各种潜在故障，排除各种已知故障。因此，提高汽轮机工作效率有助于有提高发电厂的生产效率。

参考文献：

[1]粟寧.汽轮机本体常见故障检修分析[J].技术与市场，2018（7）：168-169.

[2]郑海.汽轮机本体常见故障及处理[J].科技视界，2015（17）：235-235.

[3]姚以生.浅谈汽轮机本体常见故障检修[J].中国新技术新产品，2010（23）：144.

[4]邢冠一.浅谈汽轮机调速及检修相关问题[J].军民两用技术与产品，2016（16）：157-157.

（作者单位：国家电投集团山西铝业有限公司）