汽轮机故障诊断技术研究

撰文/王刚



汽轮机故障诊断技术研究

撰文/王刚

针对汽轮机故障检修与故障诊断方法的分析，探讨了汽轮机的定义及工作原理，指出了目前在汽轮机故障诊断研究中存在的问题，并从检测技术、故障诊断技术等对汽轮机故障诊断技术进行分析。汽轮机；故障诊断；检测方法

■150046哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨

随着工业生产和科学技术的发展，机械设备的可靠性、可用性、可维修性与安全性的问题日益突出，从而促进了人们对机械设备故障机理及诊断技术的研究。汽轮机是发电系统的重要设备，其复杂的设备结构和特殊的运行环境使其非常容易发生异常振动等故障，这给电力系统的正常运行造成了非常不利的影响。因此，加强对汽轮机故障诊断技术的研究，对于提高电力系统的运行效率和供电质量具有重要的现实意义。

1　汽轮机常见故障的分析

汽轮机常见的故障原因很多，如根管堵塞、发电机机组滑环、调速汽门发生卡涩、器管漏泄等不同情况。发电机机组的滑环会造成发电机转子环火电路短接，烧坏转子。调速汽门出现卡涩原因是调速汽门凸轮架轴承套磨损严重，齿板稳定架偏移，造成调速系统卡涩后，脉动油压偏高，这种故障在正常运行中要细心认真才能发现问题，做到及时处理。

1.1汽轮机调速马达易出现的故障分析。调速马达可能会由于电气开关出现粘连造成减负荷方向旋转，当同步器丝杆退出55mm时，就会使汽轮机调速汽门关闭，同步器失灵，达到保护停机。此时，操作人员应迅速的做好手电动的切换，以免事故扩大。操作人员，在对设备进行检查时，要对设备的计量表和运行状态发生不正常的变化及时处理，如果运行参数发生变化要及时做好记录，为事故的分析提供依据，在各项操作中应核对操作开关的序号，确定操作位置后，才可以进行操作，如果是重大的操作，必须执行监护制度，以免发生误操作。

1.2汽轮机油含水量多易出现的故障分析。如果汽轮机油含水量多会导致轴瓦烧损，导致机组发生强烈振动，当这样的事故出现时，首先要尽快找出漏水的源头，查出漏水点，分析原因，及时处理，使漏水量减少直至消除漏水现象。但是，由于很多机组的漏水现象是长期存在的现实，特别是一些老机组受到很多条件的局限，很难解决。在漏水难以改变的情况下，应采用合适的脱水设备将漏入汽轮机油系统的水分脱出，是解决汽轮机油中含水量大的一个有效途径。

1.3汽轮机转子永久性弯曲的故障分析。为了判断汽轮机转子发生永久性弯曲，可以开缸进行检查。在开缸检查时，如果发现高中压中间汽封梳齿局部轻度磨损，高中压转子弯曲250μm，轴瓦出现轻微研磨。通过直轴处理后，使机组启动正常。分析具体原因：高中压轴封送汽滞后于抽真空时间近30mim，致使冷气沿高中压转子轴封处进入汽轮机，转子受到局部冷却，是导致发生转子弯曲的直接原因。冲转时主蒸汽温度与热态开机要求不匹配，冲转时主蒸汽温度左侧307.43℃、右侧350.40℃，而高中压内缸外上壁温度为338.21℃，启动时出现了负温差，是导致转子弯曲增大的重要原因。对汽轮机状态评估和故障诊断的主要手段是通过振动分析，利用这种方法，可以判断汽轮机发电设备内部的状况，是否出现故障以及故障的严重程度和发展趋势。连续振动监测系统能够连续监测设备的振动特性并收集、贮存和分析振动数据，可以早期发现汽轮机振动故障，判断发展趋势，为合理组织检修汽轮机提供依据。

2　汽轮机故障诊断技术

2.1分层分布式诊断系统。汽轮机内部系统的结构和功能大部分是分层分布式，利用结构间的层次关系，可以建立相应的分层分布式诊断系统，并通过子诊断系统和总诊断系统共同控制。子诊断系统负责对子诊断任务进行分析监测；总诊断系统负责管理诊断任务，即分解总体任务并将子诊断任务分配到各子诊断系统中，待子诊断任务完成后，总诊断系统进行综合分析得出结论。此种系统具有诊断效率高、系统稳定性强、推理速度快等优点。

2.2远程网络故障诊断系统。现代化网络和通讯技术的发展，使远程网络故障诊断系统成为故障诊断发展的必经之路。利用远程网络故障诊断系统，一方面可以实现诊断资源的共享，使专家在异地也能进行汽轮机故障诊断，提高了故障诊断的质量；另一方面实现了故障诊断系统与网络技术的融合，在提供大量诊断经验和故障案例的同时，能够协助维修人员快速提取故障数据。

2.3集成式故障诊断系统。当前使用的故障诊断装置其内部推理方式较为单一，对于复杂的系统故障难以进行全面的分析。集成式故障诊断系统能够根据故障分析处理方式和经验构成多种推理模型，并进行多种推理模型的融合，从而充分发挥各模型的推理优势，有利于提高诊断的准确性。

随着汽轮机的广泛应用，对汽轮机机组的安全运行有很高的要求。但机械设备必然会由于长期运行而出现故障。为了保证汽轮机安全运行，必须利用各相关过程参数，参考历史记录，采用数据融合法进行故障诊断，对于汽轮机的故障点，要及早发现，及时维修，只有坚持对汽轮机故障诊断技术研究，推进汽轮机技术创新，才能保证汽轮机全生产运行。因此，研究汽轮机故障及其诊断技术将带来巨大的经济效益，汽轮机的故障诊断技术拥有很好的发展前景。