关于火电厂汽轮机故障分析方法与检修的探讨

王子龙

摘 要：当前各项社会活动中都对电力进行了不同程度的应用，人类社会已对电能产生依赖性，不论日常生活，还是企业生产办公都离不开电能支持。目前我国电力工业以火电为主，火电厂占主导地位。在发电系统中汽轮机发挥着重要作用，是火电厂核心组成部分，若汽轮机出现故障问题，必然要对火电厂正常生产运营造成负面影响。但火电厂汽轮机运行环境复杂，在长期运行中出现故障问题在所难免。为提高维护效率，应采取合适的故障诊断分析方法，进行有效检修，以降低故障率，避免因汽轮机故障问题影响火电厂正常生产。本文将针对火电厂汽轮机故障分析方法与检修展开研究和分析，以确保汽轮机运行安全。

关键词：火电厂；汽轮机；故障分析；分析与检修

引言：汽轮机对火电厂的重要性毋庸置疑，是火电厂发电系统的核心组成部分，其运行状态是否稳定对发电系统有直接影响，关乎火电厂正常安全。汽轮机结构复杂，运行环境特殊，所以故障率较高，且一旦复杂故障问题往往危害性大，甚至可能引起其他电力设备故障。为确保汽轮机运行安全性与稳定性，应提高汽轮机故障分析与检修水平，降低故障率。因此，火电厂汽轮机管理与维护中应采取先进故障检测技术，根据以往发生过的故障问题，积极总结和归纳检修与维护经验，从而提高汽轮机故障检修水平和检修有效性和针对性。

一、火电厂汽轮机特点和功能

目前我国电力工业以火电厂为主，其主要设备包括：发电机、汽轮机、锅炉等等。其中汽轮机是发电系统核心设备，工作原理是将蒸汽的能量转换为机械动能，驱动相关电力设备，所以汽轮机直接关系发电系统运行安全性和稳定性。汽轮机主要分为：转动部分与固定部分[1]。其中转动部分主要由：叶轮、主轴、转子等组成；固定部分由：机座、气缸、隔板、静叶持环、汽缸、轴承等几部分组成。根据其结构不同、汽缸数不同，性能会存在差异。根据结构差异可分为：多级汽轮机和单级汽轮机；根据汽缸数不同可分为：多缸汽轮机、双缸汽轮机、单缸汽轮机。汽轮机在二十世纪初被应用到电力工业领域，成为推动电力工业发展的核心力量，五十年代便已出现大型汽轮机，现如今大部分火电厂都在应用汽轮机。但汽轮机内部结构复杂，运行环境特殊，通常在高温高压及高转速的条件下工作，所以故障率较高，必须加强检修，及时处理故障隐患问题。

二、火电厂汽轮机故障问题

通过前文对火电厂汽轮机特点和功能的分析，不难看出汽轮机对火电厂的重要性。但从分析中也可以知道汽轮机运行环境复杂，结构特殊，长期运行中难免会出现各类故障问题，且故障机理多变。例如：汽缸泄漏、压气机故障、漏油故障、起动系统故障、汽缸变形、汽缸密封性差、紧力不足等。如气缸故障便会对汽轮机运行造成很大影响，汽缸是汽轮机的核心部件，其严密性和状态直接影响汽轮机运行的安全性与经济性。汽缸运行时受力状态复杂，在各种应力的综合作用下易变形，倘若汽缸出现变形、漏气、温度变化大、密封性下降等现象，便可能安全隐患问题。导致汽缸故障的原因有很多，如汽缸铸造质量问题；暖缸方式不正确；启动顺序错误；停机检修时打开保温层过早；密封剂质量不好；螺栓紧力不足；螺栓材质不合格；螺栓紧固顺序不正确等原因，都可能导致汽缸发生变形或漏气。此外，漏油故障也是常见故障之一，由于震动与压力作用或温度变化过大等原因，都可能引起设备、管道、阀门出现泄漏问题，导致漏油故障发展。漏油不仅会增加汽轮机运行成本，更会带来安全隐患问题。另外，裂纹渗漏故障也非常常见，是由于汽轮机运行中震动力及压力过大，导致壳体薄弱部位出现裂纹渗漏引起。

三、火电厂汽轮机故障分析与检修方法

通过前文分析可以知道汽轮机故障故障类型多种多样，很多原因都可能引起故障的发生，且很多故障都会影响汽轮机运行安全，带来安全隐患，甚至影响发电系统安全生产。例如：器管泄漏、根管堵塞、裂纹渗漏故障、漏油故障、滑环故障等。滑环故障便易导致转子损毁，带来更大故障问题[2]。且很多故障隐患问题在汽轮机运行时难以发现，所以采取有效故障分析方法，进行有效检修非常重要。在具体故障分析中，要结合汽轮机结构和运行特点，进行科学分析。如，机油含水量高易引起轴瓦故障，而出现这类故障时汽轮机的震动便会非常强烈，运行状态不稳定。发现这类故障后，检修中要注意查找漏水源头，分析漏水原因，找到漏水原因后进行有效处理。但由于汽轮机运行环境复杂，漏水原因查找存在困难，漏水现象通常也不能够得到有效解决。因此，应针对实际情况采取一些特殊处理手段。例如，加设脱水设备[3]。另一方面，调速马达出现故障，通常是由同步器故障或电气开关故障引起。如电气开关故障便会导致调速马达失灵。出现这类故障时应先切换手动操作模式，进行手动关闭，避免故障扩大，引起安全问题。然后，在依据相关制度与规定对操作开关序号进行认真核对，确定操作位置是否正确，分析故障点，进行检修，并做故障处理记录。这类故障处理记录能为故障分析与评估，检修经验总结提供依据。且通过对这些故障处理记录的分析，能找到故障规律，对故障问题作出更加准确的判断，提高检修效率，明确检修方向，对故障率高的部件进行重点检修，必须故障隐患不能被及时处理，避免汽轮机“带病”运行。但传统人工故障诊断分析模式，对检修人员实践经验和技能水平都有很高要求，故障分析效率低，有效性差。因此，为提高汽轮机故障分析与检修水平，应加强对现代化故障针对技术的应用，如：专家系统故障诊断技术、神经网络故障诊断技术、故障聚类诊断技术、传感故障诊断技术、混合智能故障诊断技术等等。专家系统故障诊断技术，故障诊断基于专家总结的故障预兆和规律，对故障问题进行识别和诊断，故障诊断速度快[4]。但故障诊断有效性由数据库来决定，若出现的故障问题没有被数据库覆盖，系统则不能进行有效故障识别。神经网络故障诊断技术是目前最新型汽轮机故障诊断技术，诊断准确性和有效性高，基于人工神经网络实现故障判断，但故障诊断成本高，且系统开发时间长，人工神经需长时间训练和故障信息累积。故障聚类诊断技术是目前较为常见技术手段，基于数学模型进行故障分析，以历史故障参数为依据，通过求解“形相似”和“值相似”判断故障。但该方法操作复杂性强，计算量大，不易操作。汽轮机故障分析与诊断及检修，对汽轮机运行状态有深远影响，通过对这些现代化故障诊断技术的应用，能有效提高故障分析与检修效率，降低故障率，避免安全问题的发生。

结束语：汽轮机是火电厂发电系统的核心设备，关系着发电系统运行安全性和稳定性，若汽轮机出现故障问题，必然影响火电厂正常生产。因此，火电厂应采取科学有效的故障诊断分析与检修手段，对汽轮机故障进行有效诊断分析，采取有效故障检修措施，排除故障。

参考文献：

[1]杨继全. 浅析火电厂汽轮机辅机常见故障及检修方法[J]. 中国高新技术企业，2016，03：65-66.

[2]黎立政. 浅析火电厂汽轮机常见故障的发生原因及检修方法[J].江南大学学报（自然科学版），2014，06：693-697.

[3]董晓峰. 基于RCM分析的智能化汽轮机组故障诊断系统研究[D].华北电力大学，2012，16（08）：129-136.

[4]马小勇. 基于信息网络集成分析的火电管理复杂体系研究[D].华北电力大学，2014，11（14）：132-135