化工汽轮机技术改进及故障排除方法分析

胡愈杰

（中韩（武汉）石油化工有限公司，湖北 武汉 430000）

汽轮机是一种将热能转化为机械能的设备。汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。汽轮机按照做功原理可分为冲动式汽轮机、反动式汽轮机；按功能可分为凝汽式汽轮机、供热式汽轮机，供热式汽轮机又可以分为：背压式汽轮机、调节抽汽式汽轮机；按照参数高低可以分为：低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、超高压汽轮机、亚临界压力汽轮机、超临界压力汽轮机。汽轮机是一种将蒸汽的热能转化为机械功的旋转机械，是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。

1 汽轮机常用的振动信息分析方法及典型图谱

1.1 波形分析法

波形分析图是汽轮机常用的振动信息分析方法，典型的图谱如图1。

图1

1.2 轴心轨迹分析法（见图2）

图2

1.3 频谱分析法（见图3）

图3

2 化工汽轮机故障分析

2.1 胀差

化工汽轮机之所以产生胀差，是因为转子与气缸之间存在着温差。胀差的主要原因是由于汽轮机的气缸和转子在受热和受冷时，其传递系数存在着一定的差异。正胀差是由于机器启动时的暖机时间太短，负胀差是由于负荷迅速下降。胀差过大导致汽轮机远转过程中机械受损，造成震动过大，影响汽轮机的使用，影响设备的加工生产。损坏机器，因此在机器运行中注意胀差。

2.2 胀差控制的要点

在汽轮机运行中，要注意胀差的控制，做到加热时间足够长，负载不要太大，保证机器不骤开、不骤停，起动过程中速度要缓慢，尽量不进行热汽起动。针对蒸汽温度进行控制，避免与室温相差太大。

3 胀差变化对运行的影响

3.1 机器不同状况下胀差的变化

机器在不同状态下，胀差的变化也不同。主要存在以下几种情况：正常启动的过程中，不会出现较大的胀差值。在汽轮机异常运行时，胀差也会发生变化。汽轮机正常停止运行，胀差值的变化不会太大。

3.2 胀差的变化对汽轮机的影响

胀差的变化随着机器的运行可能发生变化，胀差值太大意味着机器的运行状态有问题，长期下去将导致机器发生故障，对机器的寿命产生危害，影响机器的使用。

4 汽轮机胀差的控制对策

汽轮机在运行过程中，为了使得正常运行，需要对胀差进行稳定控制。

（1）合理选择启动参数。在机器进行启动时，合理选择机器零部件的启动参数，保证启动过程中机器的稳定性，使得机器稳定运行，延迟机器的使用寿命。汽轮机在启动时，严格选择启动参数，以免启动产热过多，造成机器的损坏。热是导致汽轮机发生破坏的主要因素，因此，使用过程中注意机器的产热问题，控制启动参数就是控制产热问题。

（2）轴封抽汽适当使用。汽轮机在工作中产热产汽，因此在运行中要适当地进行抽汽，使得机器的温度降下去，再继续运转中，不至于由于温度太高而造成零部件的损坏。汽轮机产热造成零部件温度的上升，影响部件的运转，因此要及时地调整。热是导致汽轮机发生破坏的主要因素，因此使用过程中注意机器的产热问题，轴封抽汽适当使用有利于控制产热问题。

（3）冲转过程中及时调整向空排气阀开度。冲转过程中，要根据气体的产生及时调整排气阀的开度，在气体产生较多时，调大排气阀的开度，以防压强过大，造成机器发生事故，及时将多余的气体排出。气体的压强过大，在机器使用中危害过大，对机器各部分零件造成伤害。热是导致汽轮机发生破坏的主要因素，因此使用过程中注意机器的产热问题，冲转过程中，及时调整向空排气阀开度就是控制产热问题。

（4）尽量缩短并网时间。

（5）及时将各部分的汽封漏气放进去。

5 汽轮机热耗

在汽轮机的使用过程中，热耗是十分重要的因素，汽轮机组的热耗是指汽轮机实际运行性能，当汽轮机首次被使用的时候，热耗的计算是十分重要的，在汽轮机进行检修的时候，热耗是检测检修是否合格的标准。热耗的计算公式如下：

式中，HRM为试验热耗率，kJ/k Wh；PST为发电机端净功率，MW；GMS为主蒸汽流量，t/h；hMS为高压缸进汽焓，kJ/kg；GHRH为热再热蒸汽流量，t/h；hHRH为热再热蒸汽流量焓值，kJ/kg；GFFW为省煤器入口给水流量，t/h；hFFW为省煤器入口给水流量焓值，kJ/kg；GCRH为冷再热蒸汽流量，t/h；hCRH为冷再热蒸汽流量焓值，kJ/kg；GRHS为再热减温水流量，t/h；hRHS为再热减温水流量焓值，kJ/kg；GSHS为过热器减温水流量，t/h；hSHS为过热器减温水流量焓值，kJ/kg。

6 汽轮机使用过程中常见故障分析

6.1 转子不平衡

转子在安装过程中，不符合规则，安装不正确导致转子在运动开始前就有问题。转子的材料制造不均衡，导致转子不平衡。转子装配过程中，缺乏经验，使得转子的转配不正确，造成转子的不平衡。转子不平衡导致在运转中造成零部件的损伤，使得机器产热严重，造成机器的损坏，对于机器寿命产生影响。在转子的安装过程中，注意转子平衡安装。

6.2 转子不对中

联轴器不对中与轴承不对中导致转子不对中，导致运行中发生事故。转子对中，才能保证机器运转中的稳定性，如果转子不对中，将会对机器的使用产生危害，因此，要注意机器转子的对中问题，让专业人员进行装备与判断。在转子的安装过程中，注意转子对中安装。

6.3 动静碰磨

高速转动的部件与静止不动的部件相互接触，导致高速运动的物件产生的热量对静止不动的部件造成伤害。例如，轴在不停地高速运转着，产生的热量特别大而且没有及时的排放，当轴与其他部件发生接触时，会将高温热传给其他静止的部件，导致其他部件受热严重，严重影响汽轮机的使用。因此安装过程中，注意转动件与静止件的安装，避免转动件与静止件间的接触。

6.4 转子中心孔进油

转子中心孔进油导致油膜形成，对散热产生影响。导致机器发热严重，造成机器的损坏。油膜对热的散出有一定的影响，因此当油膜形成，造成热散不去，将导致机器温度过高，导致转子在运行中因受热而被破坏，导致机器的损坏，影响企业的生产与经济，严重是可能造成人员的伤害与经济的损失。热是导致汽轮机发生破坏的主要因素，因此使用过程中注意机器的产热问题，及时地进行散热，避免造成机器的损坏。

7 常见故障解决措施

培养专业的技术人才，对各种事故进行解决。在机器购买阶段，专业人才进行购买。考察机器及其部件的安全度，采用新型技术进行监控，在机器发生危险之前进行提醒，在危险发生后，及时采取措施解决。检查转子是否平衡，如果不平衡，采取措施将转子平衡运行，检查转子是否对中，检查高速运转的部件是否与静止的部件相互接触，检查转子中心孔是否进油。使用新型设备，对汽轮机的产热进行控制，使用新型设备，保障各部分的正常运转。培养后备人才，进行维修。

检查是否胀差的影响，在汽轮机运行中，要注意胀差的控制，做到加热时间足够长，负载不要太大，保证机器不骤开、不骤停，起动过程中速度要缓慢，尽量不进行热汽起动。针对蒸汽温度进行控制，避免与室温相差太大。从而在启动时合理选择启动参数，在机器进行启动时，合理选择机器零部件的启动参数，保证启动过程中机器的稳定性，使得机器稳定运行，延迟机器的使用寿命。汽轮机在启动时，严格选择启动参数，以免启动产热过多，造成机器的损坏。轴封抽汽适当使用，汽轮机在工作中产热产汽，因此在运行中要适当地进行抽汽，使得机器的温度降下去，再继续运转中，不至于由于温度太高而造成零部件的损坏。汽轮机产热造成零部件温度的上升，影响部件的运转，因此要及时地调整。冲转过程中及时调整向空排气阀开度，冲转过程中，要根据气体的产生及时调整排气阀的开度，在气体产生较多时，调大排气阀的开度，以防压强过大，造成机器发生事故，及时将多余的气体排出。尽量缩短并网时间，及时将各部分的汽封漏气放进去，从而保证机器的正常运行。

8 结语

在汽轮机运行中，要注意各部件之间的问题，注意汽轮机的散热问题，保证汽轮机可以长时间地运行，保证机器及人员财产的安全。