电厂汽轮机常见故障分析及处理对策研究

2018-12-08蔡海东洪文涛浙江杰特优动力机械有限公司

新商务周刊 2018年11期

文/蔡海东洪文涛，浙江杰特优动力机械有限公司

1 引言

在火力发电厂中，汽轮机属于一重要发电设备，由于其运行效能的高低会对整个系统运行的安全性及经济性产生直接影响，介绍汽轮机主要工作原理及其分类，分析其常见故障，并结合实际工作经验，提出相应处理对策，以期有助于人们更及时更高效地解决各种汽轮机运行故障，更好地保障电厂汽轮的安全、高效运行。

2 汽轮机工作原理及其分类

汽轮在火力发电厂中承担着将蒸汽热能转化为机械能的重要任务，在电厂中占有重要地位。在实际生产作业中，汽轮机主要依靠的是高温高压蒸汽具有的内能来推动汽轮机叶片发生旋转，以把热能进一步转换为相应的机械能，让该机械能来推动发电机运转，以生成电能。在实际生产中，依据汽轮机结构的不同，工作原理的差异以及热力特性等不同，可把汽轮机分为不同种类，具体如下。（1）依据汽轮机实际结构的不同，可把汽轮机分为单级与多级汽轮机、单缸与多缸汽轮机以及单轴与双轴汽轮机。（2）依据各汽轮机实际工作原理的不同，可把汽轮机分为冲动式汽轮机、反动式汽轮机以及速度式汽轮机，这几种汽轮机蒸汽实际膨胀位置也会有所不同，其中对于冲动式汽轮机而言，其蒸汽膨胀位置主要为各级碰嘴处及静叶部位;对于反动式汽轮机而言，其蒸汽在静叶及动叶中都会发生膨胀;而对于速度式汽轮机而言，其属于一种先让蒸汽在喷嘴中发生膨胀后产生动能，然后再让这些动能作用于动页上的汽轮机。（3）依据汽轮机热力特性的不同，可把汽轮机细分为:蒸汽式汽轮机、供热式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽式汽轮机以及饱和蒸汽式汽轮机。

3 汽轮机运行中常见故障及处理技术

3.1 凝汽器真空度严重下滑

汽轮机组在实际运行作业中，其装设的凝汽器所起作用较大，凝汽器的运行情况，不仅会影响到整个汽轮机组运行的安全性及可靠性，而且还会严重影响到汽轮机系统工作的经济性，如当汽轮机凝汽器出现1%的下降后，实际运行作业中就会出现0．6%～1%的热耗增加。当汽轮机存在真空下降故障时，应及时了解汽轮机的运行情况，根据出现的故障情况，对故障类型进行有效判定，并对真空下降的故障原因进行分析，采取必要的措施。对于不能及时或彻底解决的故障类型，就必须依照电厂相关设备管理的要求和规定，将汽轮机的工作负荷量降低到最小，从而防止汽轮机真空持续下降。

3.2 汽轮机超速故障问题的预防与处理

对于汽轮机超速的问题，首先需要检查超速保护装置，必须严格按照相关标准要求在机组启动前进行超速保护试验，保障装置能正常投入运行；若无法确保超速保护能正常运行，则严禁启动机组，并查明故障原因。另外，需要定期对汽门的活动情况进行检查，对于大修后的汽轮机机组应检查其汽门的密封性；设备再次启动时，必须进行机组甩负荷试验，通常机组在冷态状态下启动应带25%～30%的负荷；危急保安器的充油试验应在汽轮机机组运行2000h后进行。

3.3 振动故障

3.3.1 油膜震荡故障

此种震荡现象主要表现为转轴跳动较强，当跳动严重时可能还会影响到机组主轴外露部分。对于这种故障其主要产生原因为:当发电机转子于轴承油膜上进行高速旋转作业时，因受较大载荷影响对其初始稳定性产生破坏所致。具体我们可用下述几种方法进行解决:①降低转子与轴承间的摩擦力。②严格按相关标准来选用压力合格，温度达标的润滑油。③想方设法减小润滑动力粘度。④压缩轴与瓦之间间隙或把上轴瓦轴承合全宽度扩大。⑤尽力缩减轴颈及轴瓦间的实际接触角度。

2.3.2 摩擦振动故障

当汽轮机发生摩擦振动故障后，可能引发部分分频分量、倍频分量还有高频分量现象，有时还会出现波形削顶现象，若在实际生产中，若摩擦振动持续时间过长的话，还有可能会带来涡动现象。对于此种振动，其发生原因主要为:当汽轮机经长期运行后，可能会出现高温现象以及高应力现象，这些现象破坏了汽轮机的叶栅部件、叶轮部件、主轴或联轴器所致，可能使它们出现弯曲变形，把初始的平衡态破坏了，以致最终引发异常振动故障。在实际生产中，我们可通过强化日常维护保养工作，强化监视工作确保发生此类故障时可第一时间采取相应措施进行处理，及时更换或有效维修发生摩擦振动的机件等一系列措施来防治因摩擦振动而引发的汽轮机运行故障。

3.3.3 转子热弯曲故障

该故障主要受转子工作温度与蒸汽参数等因素影响，其主要发生于汽轮机组冷态启机定速后所处的实际带负荷运行阶段。其主要发生原因为:当汽轮机进行高速旋转时，其叶片、叶轮还有其主轴通常会受离心力形成的巨大应力影响，这样便很容易造成弯曲变形现象。在实际生产中，对于此种故障我们可一方面可通过应用一些耐高温、耐高压以及耐腐蚀性材料来制作这些部件，另一方面在发现汽轮机转子出现热弯曲现象后，也可通过从新更换新转子来解决此类故障。