火电厂汽轮机运行故障处理技术探讨

北京国电电力有限公司上湾热电厂 徐茂森

为进一步提高设备运行稳定性，火电厂需要结合当下的发展需求，对汽轮机的运行故障进行深入研究，引入科学合理的故障处理技术，提高汽轮机运维工作质量以保障发电系统安全稳定运转。本文以某火电厂为例，对电厂汽轮机运行故障处理技术进行探讨。

1 火电厂汽轮机概述及运行故障处理技术应用要点

汽轮机属于火力发电过程中的关键动力构成要素，属于旋转式动力机械，为有效维持发电系统正常运转，需要保障汽轮机的工作质量。与其他机械设备相比，汽轮机的功率相对较大，并且具有使用寿命更长、单机效率更高的应用优势，在当前火电厂经营过程中，汽轮机属于适用范围较广的原动型装置设备。在汽轮机的工作过程中，相关设备能够发挥驱动和供热的基本作用，在汽轮机的工作支持下进行火力发电时，可有效将电能转换为机械能，同时可高效驱动其他设备设施实现健康运转，从而提高电能生产效率。与此同时，汽轮机在工作过程中通过抽气和排气会携带大量热能，在合理操作作用下，汽轮机能够对生产生活进行供热。

总体而言，汽轮机能够被分为转子和静子两个主要组成部分，其中转子是指转动的部件，静子是指固定部件。对转子和静子进行进一步的细分，转子当中包括主轴、叶栅、叶轮等构件；静子则包括蒸汽室、喷嘴室、轴承、气缸等构成部分。

在维持火电厂汽轮机正常运行过程中，引入故障处理技术时，应注意从汽轮机轴承的运行、维护以及热力测定等角度出发进行技术应用规划。工作人员在实践过程中，应从宏观角度对火电厂内部汽轮机的运行问题进行全方位的分析和深度挖掘，在明确具体的汽轮机运行故障前提下，有效利用技术手段控制汽轮机热耗情况，进一步推进汽轮机组热效率提高，在日常技术应用期间，注意对油系统进行及时清洁，有效保障系统的管道洁净度，从而避免设备设施因为杂质流入轴承而出现损坏[1]。

在提高故障处理技术应用效果的过程中，相关人员应注意对汽轮机的整体运行系统进行优化更新，有效提高汽轮机运行系统的综合性能，降低系统运转期间故障发生概率，在技术应用过程中注意科学管控锅炉运行，及时有效进行氧化皮处理工作，以保障工作人员生命安全，也可从根源上提高锅炉材质的抗氧性能，从而为汽轮机运行系统总体质量的提升夯实基础。

2 某火电厂汽轮机运行故障分析

2.1 异常振动

汽轮机的异常振动故障主要由气流和转子受热变形两项影响因素引发。具体来看，在汽轮机的运转过程中，如果气流在流动期间出现低频分量大现象，那么汽轮机的运行状态将会出现明显的变化情况，相关运行参数也会随之发生波动，由此汽轮机振动增幅将会显著变化，从而对汽轮机正常运转造成不良影响。与此同时，发生气流紊乱情况时，汽轮机的转子叶片末端将会存在不均衡的气流，从而影响转子正常转动，进而引发汽轮机异常振动。

如某电厂机组额定负荷660MW，采用定—滑—定和定压方式运行。该机组在前次停机过程中惰走时间约2.5h，明显偏长。结合现场情况进行故障分析，机组在首次启动过程中盘车抽真空时未发生异常冲动，但从第二次启动开始，异常波动现象一直存在，表明在第一次以后的冲转过程中有蒸汽进入汽轮机，冲动转子使转子异常加速。参考首次启动过程中盘车轴封的实际磨损情况和具体的轴封压力、温度等数据信息进行故障研究不难发现，在盘车首次启动抽真空期间，虽然未发生异常振动，但是汽轮机的轴封很有可能已经存在磨损情况。

由此，在二次启动过程中出现蒸汽进入汽轮机做功的状况。开展进一步的精细化研究可知，中压后轴封漏汽比较严重、冲转真空水平相对较高的条件下，具备较强做功能力的蒸汽将会对转子产生影响作用，引发转子冲转问题，从而使转速下降时间持续性提升，导致故障发生。究其原因，在温度及蒸汽等外部因素的影响下，转子工作中的温度水平将超过汽轮机冷态启动定速要求，进而进一步扩大异常振动故障。

2.2 调速系统故障

与其他故障问题相比，调速系统故障的发生率相对更加频繁，从汽轮机的运行角度进行分析，在设备工作期间，气门摆动运行时汽轮机的轴瓦振动现象明显，汽轮机的运动频率逐渐提升的前提条件下，振动严重性将会越来越高，由此汽车调速系统的运行安全性和稳定性都会受到威胁。具体来看，在设备运转期间，发生的调速系统故障主要体现在汽轮机运行启动难度有所提升，定子转动过程中的摆动幅度过大。

与此同时，在调速系统出现问题的情况下，汽轮机主泵口的油压在运行期间将会出现瞬间增大现象，同时主泵口油压还会出现无规律起落的现象。另外，在调速系统无法发挥作用的背景条件下，高压调速阀门将无法有效工作，且会出现幅度较大的左右摆动情况，在严重情况下，甚至会使汽轮机的轴瓦受到损害。

2.3 凝汽器真空故障

冷凝器属于汽轮机结构当中的重要内部组成部分，在汽轮机运行期间，冷凝器的实际工作情况与汽轮机热效率之间存在着千丝万缕的联系，而凝汽器则对汽轮及排气口的真空度维持情况有着直接影响作用。因此，在汽轮机出现凝汽器故障后，排气口真空度在汽轮机运行过程中将会逐渐下降，进而影响汽轮机的正常工作[2]。除此之外，在高温条件下，利用汽轮机时凝汽器的真空度维持作用重要性更加显著，而在此情况下，如果凝汽器真空密封效果不佳，自然会使汽轮机运行效率大打折扣。

2.4 积盐问题

在汽轮机运行过程中，积盐问题的发生率也相对较高，随着汽轮机的运行持续时间延长，机械设备当中出现的盐垢将会越来越重。在汽轮机日常使用期间，如果未能及时对外部积盐进行彻底清理，将会使汽轮机在后续的运行过程中受到更大的负担，从而使机械设备出现损坏。通常情况下，解决延期问题需要从日常维护和管理入手。但是，由于部分工作人员在故障处理期间不够重视盐垢处理任务，导致定期清理不到位等问题显著，汽轮机内部盐垢极大地影响了机器运行效率，从而使火电厂生产质量有所降低。

2.5 油系统故障

汽轮机组油系统故障，往往会在汽轮机例行检修的过程中被发现，主要特征是汽轮机的轴颈、轴瓦等处的磨损情况较严重，增加汽轮机轴颈表面粗糙度。如果不能对汽轮机组油系统的故障进行及时处理，汽轮机继续使用，会使汽轮机的整体系统停机，所产生的危害性更大。

如某机组负荷867MW时，锅炉MFT动作，机组跳闸。随后，进行检测时当主机转速低于510rpm，6A、B顶轴油泵联启，就地确认油压及泵运行正常；主机转速降至120rpm，盘车电磁阀联开正常；主机转速降至60rpm，就地检查发现盘车液压马达转动声音微弱，立即手动开大供油手动门，但主机转速仍缓慢下降；调试、工程、监理各方立即就地检查，确认盘车工作不正常。对引发故障的原因分析，配流盘回油室内存在很多铸造砂粒，造成配流盘与回油室配合接合面磨损，进油孔与回油腔室密封圈磨损，配流盘卡涩使其与传动杆之间的传动键槽磨损。

当前，一些火电厂汽轮机应用时产生的轴颈、轴瓦磨损问题，主要是因为汽轮机油系统有机械杂质，随着汽轮机运行，机械杂质会分布在各个区域中，使轴颈、轴瓦磨损较严重。

3 某火电厂汽轮机运行故障处理技术应用方式

3.1 异常振动处理

对异常振动故障进行处理时，工作人员应基于异常振动问题诱因，针对性地采取措施开展依据性较强的故障处理工作，有效发挥故障处理技术的优势作用。在技术应用期间，操作人员首先应对汽轮机进行关停，确保汽轮机完全停止运行之后，结合以往的故障检修经验和汽轮机日常运行情况进行综合分析，从而找准引发异常振动的主要原因，基于故障根源对症下药，有效落实技术手段解决问题[3]。

在处理故障的过程中，技术操作人员需要注意根据故障严重程度，对机组给水量和高压调节汽阀实际工作情况进行科学调整，有效维持机组内部稳定状态，降低气流激振引发的负荷问题，从而避免异常振动再次发生。除此之外，工作人员应充分掌握汽轮机的内部结构和基本运行原理，在此基础上，针对转子问题原因，采取更换机组转子等方式解决振动问题。

3.2 调速系统故障处理

在解决调速系统故障时，应将目光落在汽轮机设计工作环节，相关人员应在工作过程中明确了解汽轮机的内部组成结构，对输油管路和油动机系统等结构的动态特性进行充分了解，在此基础上从设计层面对调节系统的管路进行优化改良，在根源上降低后续设备运转期间的调速系统故障发生率。当然，在处理调速系统故障时，还应注意提高油的筛选工作质量，尽可能在选油期间引入优质油投入使用，并且应在汽轮机工作过程中对油过滤装置进行定期检查，避免油过滤装置因为油的质量较差，或装置自身发生损坏等问题，引发调速系统整体故障。

3.3 凝汽器真空故障处理

在针对凝汽器发生的真空故障采取处理技术时，工作人员应结合日常预防措施，对凝汽器的真空度进行定期检测分析，并对检测结果进行清晰记录，使故障处理技术操作人员能够在进行维修保养时，根据凝汽器定期检测结果开展工作分析。当然，在处理凝汽器真空故障时，也应对引发凝汽器真空度不足的主要原因进行筛查，进而针对性地采取科学措施处理故障问题。另外，在解决凝汽器的真空故障时，还应从污垢清理角度出发，根据汽轮机的组成材料，选取合适的化学试剂进行适当清理，使凝汽器的铜管能够处于畅通状态。

3.4 积盐问题处理

要想解决积盐故障，工作人员应从积盐现象的预防角度出发，进行技术落实。例如，相关人员应在工作中对汽轮机的水质标准进行严格监督管理。在日常机械使用期间，对汽轮机的饱和蒸汽机过滤蒸汽中的盐分含量进行实时测定，借此将汽轮机饱和蒸汽中的盐含量控制在正常范围内。总之，在解决积盐问题时，首先确定盐分控制标准，并以此为依据，对汽轮机内部的盐含量情况进行实时监控，进而有效避免基岩问题的产生。

3.5 机组油系统故障处理

最后，解决机组油系统故障问题时，应从提高检修过程清洁度角度出发，对轴瓦和相关零件进行科学的清理，有效保障各零件的让你整洁程度利用清洗剂和面粉团等，去除各部件死角位置的垃圾部件清洁度合格的前提下，进行安装及检修等各项操作。

与此同时，也应对轴承箱和油系统管道等结构进行彻底清理，根据不同组成部分的构成特点，选取合适的清洁剂开展清洁工作，以保障零件的洁净度，从而有效规避系统故障问题。当然，在油系统故障处理期间，也应基于系统的整体运行特点，采取相应的监督技术手段，在系统正式运转前，利用专业技术进行全面检测，有效控制油循环冲洗和过滤工作质量，从而降低设备运行期间机组油系统故障发生率。