汽机运行监测诊断

栾永刚

摘 要：汽轮机在当前我国的工农业生产中有着广泛的应用，随着技术的进步，汽轮机的系统结构变得越来越复杂，为维护汽轮机安全、稳定的运行，更多、更为先进的运行监测诊断技术和措施得到了应用。本文结合笔者的实际工作经验，对汽轮机的常见故障、运行监测措施进行了较为深入的探讨。

关键词：汽轮机；常见故障；监测；监督

中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）24-0061-02

随着我国国民经济的快速发展，对于能源供应的质量提出了更高的要求。作为大型动力机械的汽轮机，是发电机组中最为关键的驱动设备之一。进入新世纪后，更多的汽轮机被投入到工农业生产之中，在该背景下，业界和学术界更为关注汽轮机的研究工作。在线监测、故障诊断等现代化技术被应用到汽轮机的监控和优化工作当中。

1 汽轮机常见故障

1.1 转子不对中故障

轴承和转子是构成汽轮机的重要机械部件，利用联轴器将不同的转子连接起来。在现实中，转子不对中故障的类型主要包括以下几种：

（1）转子不对中。主要是因为气缸载荷两端变形不均匀所导致的。（2）联轴器不对中。主要是因为联轴器偏移或两轴中心线倾斜所导致的。（3）轴承不对中。安装轴承的过程中出现倾斜或是由于轴承磨损导致中心线出现相应的角度，导致工频振动现象的出现。

1.2 转子质量不平衡故障

主要是指由于材质方面的原因，导致在转轴之上材质分布存在明显不均匀的现象，主要包括以下两种类型：首先是转子出现质量偏心问题；其次，转子部件存在缺损、剥落的现象。导致转子质量不平衡故障出现的原因多种多样，但归纳下来，主要如下：首先是在制造、安装转子的过程中出现误差；其次，在制造过程中，由于材料密度分布不均匀所导致的；最后，由于长时间处于运行状态，摩擦所导致的微动磨损，导致转子质地出现根本性的变化，进而造成更为严重的振动。[1]

1.3 动静碰摩故障

处于长时间运行状态下的汽轮机，由于转子不对中、热弯曲、质量不平衡等问题的影响，会明显改变机组的相关参数，增大转子的振动幅值，进一步减小动静配件之间的间隙，从而产生和加剧动静摩擦现象。该过程具有高度的复杂性、动态性，主要涵盖了全周摩擦以及部分摩擦两种类型，会导致转子出现异常转动的现象，甚至会产生严重变形的转轴弯曲变形的情况。

1.4 基座松动故障

在汽轮机的运行过程中，基座是起到关键做的部件，将直接决定汽轮机能否长时间稳定的运行。结合笔者的实际工作经验来说，出现基座问题，通常都需要较为漫长的时间周期，混凝土开裂、底板松动、地脚螺丝松动都有可能导致基座问题的出现。另外，安装环节所产生的误差因为机组长时间振动也有可能导致基座松动故障。

2 汽轮机运行中的监视

2.1 胀差的监视

在正常运行状态下，因为汽轮机的转子与气缸的稳定已趋于稳定，通常不会出现较大幅度的胀差变化，但也需要注意的是，必须高度重视对胀差的监视工作，如果在机组运行过程中，出现较大幅度的工况变化，则相应的也会产生较大幅度的胀差。

2.2 机组真空的监视

在真空减少的情况下，会出现汽轮机总比焓降降低的现象，在不改变进气量的前提下，会严重影响机组的功率输出。若在真空减少的情况下继续长时间保持满负荷运行的状态，那么蒸汽量必然会骤然增大，进而导致汽轮机前几级过负荷。[2]因此，在汽轮机产生真空减少的情况下，必须要在最短时间内找到问题的原因，并按照规定要求正确的进行处置。

2.3 再热蒸汽参数的监视

通常情况下，由于中压调速气门误关或者是调节系统发生故障，会导致再热蒸汽压力升高。必须要在最短时间内找到问题的原因，并按照规定要求正确的进行处置。对于再热蒸汽的温度来说，主要是由锅炉的工况和特性所决定的。

2.4 主蒸汽参数变化的监视

通常情况下，汽机负荷同锅炉出力没有达到平衡状态，就会导致主蒸汽压力出现明显的变化，而导致变化现象出现的原因，主要包括：汽包炉给水温度由于高压加热器运行不正常发生变化、直流炉燃水比不当、减温水调整、锅炉燃烧调整等原因。相关技术人员尽管无法直接控制汽温、汽压，然而也必须正确认识到确保汽轮机保持正常参数的重要性。一旦汽温、汽压出现大幅度变化，超出规定要求的数值，那么必须在最短时间内恢复锅炉的蒸汽参数到正常数值。

2.5 负荷和主蒸汽流量的监视

如果出现主蒸汽流量变化同负荷变化不相匹配的情况，主要是因为抽气量变化、真空變化、主蒸汽参数变化所导致的。一旦出现对外供给蒸汽量较大幅度变化时，必须高度关注该段抽气与上一段抽气之间是否存在着较大幅度的压差，杜绝由于隔板扰度增大或者是隔板应力超限引起动静部件碰撞，进而导致相关故障的产生。

一旦机组负荷出现相应变化的情况下，必须及时的检查、正确的调整凝汽器水位与水箱水位。

由于负荷发生变化，那么各段抽气压力也不再保持原先相对固定的值，从而对轴封段、加热器和除氧器的压力带来明显的影响，因此，必须及时、有效的调整这些设备。如果无法正常维持轴封压力，那么必须按照要求进行汽源的切换，如果确有需要，那么需要及时、有针对性的调整轴封加热器的负压水平。[3]负压过大或过小都会导致问题或故障的出现。过大，会影响真空；过小，会导致油中进水问题的出现。在对负荷进行增减时，还必须根据需要对循环水泵的运行台数进行科学的调整，高度关注低压加热器疏水泵的启停、高压加热器疏水的切换、调速泵转速的变化、给水泵再循环门的开关等。

3 汽轮机运行中的监督

3.1 汽轮机的振动监督

由轴承的刚性以及转子振动特性决定了横向和垂直的振动值。对轴承振动进行测量时，必须最大限度保持机组的真空、参数和负荷在相同的水平之上，以便开展比较分析工作，并将测量到的数据如实的填写和记录，作为日后优化改善工作的基础台账，重点监测存在问题的轴承。endprint

在正常负荷情况下，机组通常都只会产生较小幅度的振动。一旦出现较大幅度的振动，则必须按照规定要求进行上报，并对气缸膨胀、轴向位移、排汽温度、真空、压力、润滑油温度、蒸汽参数等进行全面而细致的检查，若发现问题因素，必须及时采取针对性的措施进行优化和调整，并继续观察振动的变化情况。

3.2 轴向位移变化监督

部分机组安装了推力瓦油膜推理表，利用该仪表，技术人员可以更好的对轴向位移情况和推力瓦的工作情况进行有效的监视。

通常情况下，轴向位移停机保护值设置为：推力瓦乌金厚度减小0.1毫米到0.2毫米，在该状态下，机组内部以及推力盘都不会产生明显的损伤，便于机组人员进行维修和更换。

结合笔者的实际工作经验来说，推力瓦工作失常，主要是由于油量过大，降低了其反应灵敏度，瓦块的温度可以很好的通过推力瓦乌金温度表来进行准确的反映。不过需要注意的是，由于测点位置与乌金表面存在一定的距离，导致所测得的温度数值有可能存在较大幅度的误差，无法真实的表现乌金表面的最高温度。所以，在出现轴向位移增加的情况时，技术人员必须对运行工况进行对照，对缸胀、差胀、推力瓦油回温度以及推力瓦温度进行细致而准确的检查。

3.3 通流部分结垢监督

基于各段抽汽压力以及调节级压力同流量是否存在正比关系来开展通流部分结垢监督工作。通常情况下，基本上都是采取对调节级压力相对增长率进行定期对照分析来进行的。

导致压力升高的原因多种多样，必须根据现场的实际情况来进行分析，需要长时间的观察和检查才能得出准确的结论。

4 结语

汽轮机在当前我国的工农业生产中有着广泛的应用，随着技术的进步，汽轮机的系统结构变得越来越复杂，为维护汽轮机安全、稳定的运行，更多、更为先进的运行监测诊断技术和措施得到了应用，对于我们广大技术人员来说，必須尽快提高自身的职业素养，集思广益，切实的推动我国汽轮机运行监测诊断技术的提高。

参考文献

[1]仲志涛.汽轮机运行中积盐原因的分析[J].科技信息，2012，（19）：37-41.

[2]赵立民，代军礼，都占军，杜富生.汽轮机的运行和故障分析[J].化工装备技术，2012，（03）：78-80.

[3]范鑫，秦建明，李明，付晨鹏.超临界600MW汽轮机运行方式的优化研究[J].动力工程学报，2012，（05）：57-62.endprint