探究汽轮机转子弯曲原因分析及预控措施

张震

摘要：汽轮机转子弯曲现象在汽轮机的运转过程中是较为普遍的一种现象，采取有效方法对其进行预防是保证汽轮机正常运转的重要保障。基于此，本文就汽轮机转子弯曲的成因以及预防措施展开探讨，从装置的原因、操作原因、维护因素等方面对于汽轮机转子弯曲的原因进行探讨，并在此基础上依据原因在汽轮机运作的每个流程环节给出了预防汽轮机转子弯曲的措施。以此为相关从业人员提供参考。

关键词：汽轮机;转子弯曲;预防措施

引言：作为一种特殊的蒸汽动力装置，汽轮机在火力发电厂的正常运行中起到了重要作用，其中，汽轮机转子是汽轮机正常工作的核心组件，但在实际的生产过程中，汽轮机转子发生弯曲或者振动是一种较为普遍的现象，从而引起汽轮机故障，提升了设备维修与养护成本的同时，为汽轮机的安全运行带来了已选定的威胁，因此加大汽轮机转子弯曲的预控，是促进企业良性运转的重要方面。

一、汽轮机转子弯曲原因分析

（一）设备本身原因

汽轮机转子产生弯曲的设备自身因素通常有汽轮机机械外壳温度分层现象造成温度梯度，导致转子上部与下部出现应力、转子冷却阶段存在从外到内的温度梯度，使得表面出现较大拉应力、转子自重作用产生较小的弯曲应力，使得转子上下部分别存在压应力与拉应力等方面的原因，在长期的运转过程中，由于设备本身产生的振动过大，在高温高压的环境下，超标的周期性的频繁振动，使得转子易形成永久性的变形。

在设备的启动过程中，汽轮机汽缸中的温差过大，也是形成转子发生弯曲的成因。汽轮机中的高中压内杠的上下缸以及内外缸，在启动运转的过程中由于温差过大，会形成汽缸变形的现象，长期的运转导致汽轮机叶轮与叶顶之间的径向间隙逐渐缩小，最后消失，使得汽轮机在动静碰磨的过程中，造成振动以及转子弯曲的现象。

盘车装置故障也是引发汽轮机转子产生弯曲的因素之一。盘车装置在汽轮机运转过程中起到的主要作用就是保证在设备停止运行之后，阻止转子产生弯曲。若出现在停机后，相应的电动盘车没有被盘车设备进行自动化的连续投入，就需要进行人工的盘车，但人工的盘车具有一定的风险性，在人工盘车的过程中，如果处理不好，就极易产生转子的弯曲现象。

（二）操作不当

人员的操作不当是形成汽轮机故障的主要因素之一，在设备运行正常的情况下，若操作人员的技术不足或者疏忽大意，而导致操作失误的现象极易在汽轮机这一环环相扣的的设备中产生连锁反应， 从而形成汽轮机设备的转子弯曲现象的发生。

紧急停机后无法盘车现象，在运行的过程中如果发生相应的设备故障以及外界因素导致汽轮机设备无法正常运行需要进行紧急停机时，例如：断油烧瓦、油系统火灾、发动机氢爆等因素的存在，通常对于运转中的汽轮机进行紧急的停机，但如果停机时油泵没有很好的启动，就会导致部件脱落，引起强烈的振动，极易形成无法有效连接盘车的现象，在连续盘车无法正常运行时，就需要运用人工进行盘车，若发生操作不当就会引起汽轮机的转子弯曲，若转子弯曲到一定程度，就不能对于轴进行平直操作，进而形成永久性的弯曲。

在设备机组启动冲转的过程汇总对于振动过大现象没有采取有效手段进行科学的处理，也是引发汽轮机转子弯曲的因素之一。转子的振动是一种普遍现象，在检修安装间隙调整不足、转子中心因素、启动操作不当等情况存在的情况下，不管是经过等级检修后进行启动还是正常的启动，都会导致汽轮机设备振动超标现象的产生，严重的振动会引起冲转无法有效进行的现象产生。冲转的振动会引起汽轮机内部动静部件之间产生不当的碰磨，就算触发跳闸保护动作，振东依然会持续的扩大，进而引起转子局部热量过大现象，导致转子弯曲[1]。

（三）维护与处置不当

静止状态下在装置内部进入蒸汽是汽轮机转子弯曲的因素之一，主要是由于汽轮机进入冷气或者冷水。通常引起汽轮机内部进入冷气或者冷水的原因存在很多种，一般有以下几个方面：（1）轴封气温度低或者带水;（2）加热器、除氧器或凝结器满水从抽汽管道或低压缸进水;（3）轴封气压力不达标或者没有有效开启进气门;（4）主再热的蒸汽温度突发性的急剧降低引发的水冲击;（5）高旁减温水、再热器减温水阀门内漏从高排管道进水;（6）停机后投运汽轮机快冷装置时压缩空气带水。

对于油泵要进行严格的试运转与与维护、油泵电源问题等因素，形成在设备经济停止运行后，汽轮机交直流润滑油泵不能正常备用或启动，造成汽轮机烧瓦现象，形成停机后，盘车无法进行连续运行。

二、预防汽轮机转子弯曲的有效措施

（一）规范汽轮机启动前的操作

在汽轮机启动前的操作优化要点一般有：（1）启动前对于相应设备，如设备改造、汽轮机系统、运行规程等方面没有做好相应的造作与试验，这一方面的优化建议是可以预先制定安全技术方案，再经过相应的主观部门审批，以此形成规范性试验程序;（2）在启动前要对于大轴的晃动值进行检测;（3）检测各主保护试验是否正常，检测疏水开关是否灵活;（4）在启动前保证连续盘车四小时以上，并对数据进行精准记录。

（二）规范汽轮机运行中的操作

在操作中可以从以下方面进行优化：（1）疏水系统开启时，保持凝结器水位低于疏水扩容器，保证减温水的压力不小于1.5MPa;（2）若缸温在150摄氏度以上，则要向上级请示是否人工盘车;（3）在需要进行人工盘车时间要实时掌握汽轮机的热态情况;（4）机组温、热态及极热态任何情况下，在凝结器有真空的情况下严禁调小或停止汽轮机轴封气;（5）投运期间要加强汽机各部缸温监视;（6）盘车电机启动后电流满档不返回时间大于五秒后应停运盘车电机，防止电机烧坏;（7）汽轮机启动过程中，通过临界转速时瓦振动大于100微米或轴振达到250微米时，要马上打闸停机，严禁强行通过临界转速或降速暖机;（8）机组运行中或事故处理中实行实时监控，主再热汽温下降达50摄氏度每分钟时要及时调整正常，在100摄氏度每分时且发生汽轮机水冲击现象时应紧急停机;（9）运行中严禁运行强制高低加水位[2]。

（三）规范汽轮机停机后的操作

在停机后的优化策略有：（1）停机后保证凝结器水阀的关闭;（2）一旦停机后出现盘车投不上的情况，要采取相应的处置措施;（3）在需要进行人工盘车时，要对数据进行实时记录，对于晃动值、偏心值等情况进行有效记录;（4）停机后若发现温缸过高则要开启主汽阀以及调门;（5）在汽轮机停止运行后要关闭相应的阀门以及抽头隔离门或电动门;（6）在进行锅炉补水时，要严格按照相关要求关严事故喷水相关阀门，并注意监视汽机侧高压缸排汽管道上下壁温及疏水灌水位是否正常（7）在停机后，停凝泵前，应疏尽汽机各系统内疏水[3]。

（四）规范汽轮机的定期检查

对于定期检查的规范化要点为：（1）定期对于设备的开关、指示灯、接线情况等方面进行检测;（2）严格执行汽轮机备用交直流油泵的定期试转和试验;（3）进行锅炉水压试验时应开启汽轮机自动主汽门前、中联门前、高旁后、再热冷段各疏水门;（4）定期对管道、设备、发电机氢系统、汽轮机轴承进行检查。

结论：综上所述，为实现对于汽轮机转子弯曲现象的预控，需要在了解设备出现故障的因素的前提下，实现全流程有针对性的质量管控，严格按照相应的操作规范规制对于汽轮机的操作，以此完善设备操作，促进汽轮机的有效运转，在降低设备的后期维护以及修理费用的同时，提升企业的生产效益，降低电力生产事故發生的可能，确保机组安全有效运行。

参考文献：

[1]郑淑华.汽轮机转子弯曲原因分析及预控措施[J].现代制造技术与装备，2019（07）：183+185.

[2]刘谢.汽轮机转子弯曲原因分析及预控措施[J].设备管理与维修，2019（06）：80-81.

[3]王仲平.汽轮机转子的热弯曲问题[J].科技创新与应用，2017（27）：183-184.