火力发电厂汽机常见问题及应对策略

2022-01-13肖从付

光源与照明 2021年7期

肖从付

广州珠江电力有限公司，广东广州 510000

0 引言

汽机是火力发电厂的主要设备，其状态对火力发电厂的安全和经济运行起着重要作用。机组长期运行之后，部件磨损、工况的频繁变化、疲劳损害、流通蒸汽冲击、润滑油及控制油的油质变化都会对汽机工作状态产生影响，影响汽轮机组的安全运行。要想维持其正常运行的常态化和规范化，保证汽机可靠运行，就要及时对汽机设备状态进行跟踪，出现问题及时进行检查分析，采取相应处理措施，消除汽机设备隐患，为发电厂经济安全运行提供保障。

1 火力发电厂汽机常见问题

（1）汽机叶片损坏问题。汽机叶片分为动叶片和静叶片，其中动叶片出现故障的概率较大。发电厂汽机转速较高，受到较大离心力作用就会缩减其使用寿命。并且，汽机蒸汽流速较快，动叶片受到蒸汽冲击力和往复振动力也会造成严重的损坏。若是汽机自身的振动过大，可能会出现叶片断裂问题。若断裂的叶片在高中压缸动静间隙较小的部位产生碰磨，使动静部分产生摩擦，轻则局部通流部损坏，重则造成轴系断裂损坏，造成汽机设备重大损失。而且碎片进入凝汽器，还会严重影响管束的安全及运行效果，造成不良后果[1]。

（2）轴承振动增大。发电厂汽机振动问题较为常见，主要原因如下：①汽机组转子校正不准确，使得汽机的转子质量不平衡；②润滑油油质不合格，或润滑油控制参数不合适，造成轴承油膜振荡；③汽机检修或安装质量不合格，轴承或轴瓦间隙超出标准；④汽机进汽阀门配汽顺序不合理，汽机进汽不均造成某段负荷区间振动增大；⑤汽机内部部件脱落，造成碰撞或动平衡破坏；⑥汽机启动时参数选择控制不佳，或正常运行在蒸汽带水造成水冲击；⑦汽机启动阶段加热不良，汽缸膨胀不均，造成转子中心偏移；⑧启动或惰走过程中轴系处于临界转速；⑨发电机的影响；⑩汽机基础不牢固，等等。在机组运行中需根据不同的情况进行科学分析。

（3）汽机油系统问题。汽机设置EH控制油系统和润滑油系统。EH油为高压抗燃防爆油，为汽机DEH系统提供调节、遮断用油，油质要求高，油质不合格主要是含杂质。EH油含杂质后会堵塞汽机调门伺服阀油口，造成调门调节不畅或失调。汽机润滑油的品质参差不齐，轴瓦或者轴颈异常磨损都会对机组的运行质量产生制约作用。润滑油质不合格常常出现油含水量超标和油颗粒度招标。颗粒度超标主要是由运行部件磨损的金属屑及其他杂质造成。油中杂质会使旋转部位产生磨损，在油管道节流孔、阀门等处积聚堵塞油路，减小油流量，降低润滑和冷却效果。润滑油带水主要是因为汽机长时间运行，轴封磨损漏汽，水汽从汽机油封回油档漏入回油管造成油中含水量超标。润滑油长期带水会造成油乳化，降低润滑油黏度，使整个机组运行质量下降。并且，润滑油含杂质多会使汽机转子轴颈表面粗糙化，不利于汽机安全运行[2]。

2 火力发电厂汽机问题的应对策略

（1）加强汽机油系统的监控。在发电厂汽机控制工作中，要将油系统故障问题作为关键，建立完整且有效的控制机制，利用启动备用油系统减少运行不畅产生的影响。与此同时，要着重分析和研究油系统故障原因和范围，确保能制订更加贴合实际情况的运行控制方案。为了保证汽机油系统正常工作、机组安全运行，制订一系列措施。①根据油系统保护设置，制定润滑油和EH油的定期试验和设备定期轮换运行，包括EH油系统油泵联锁切换试验、EH油压低联锁保护试验、润滑油系统油泵联锁试验、润滑油压联锁保护试验等。根据试验状况做好记录跟踪，若发现异常，则及时进行分析处理。②做好油质监督跟踪。对汽机用油进行定期取样化验，并跟踪分析化验结果。油质不合格时及时采取滤油、换油等措施，保证油质合格。③将汽机油系统所有设备建立档案，对检修和更换的备品备件做到持续跟踪，闭环管理。相关部门落实好设备标准化管理机制，利用停机或机组大、小修时对油系统进行检修清理，避免劣质油产生的杂质对机组系统管道运行产生影响。④在汽机机组稳定运行状态下，运行人员做好油系统的日常监控维护工作，对油箱底部进行定期放水并做好记录，根据放水的量优化调节轴封汽压力。⑤加强油滤网压差监视，差压增大时，及时清洗滤网。在汽机检修工作中，要利用油循环处理机制集中清洁，并且配合油泵的循环操作工序增添滤网，以便完成杂质的过滤处理。相关人员要及时更换滤网，从而维持应用效果，提升发电厂汽机运行的水平。

（2）加强叶片质量控制。在发电厂汽机质量管控工作中，要对叶片质量予以管理，践行规范化管控机制，正确掌握安装和质量管理机制，匹配先进工艺技术，提升精确安装的水平，避免叶片断裂或损坏。与此同时，要对管道和阀门予以集中检查，清理调节气门的同时，避免杂物进入汽机叶片区域对其运行质量效果产生影响；关注汽机叶片的金属状态，及时检查问题，及时落实相应的控制措施，确保汽机叶片的根部位置和根部周围都能维持牢固性，减少松动问题对其运行质量产生的影响。

（3）加强汽机轴承振动的控制。根据汽机振动的原因进行分析判断，制定相应策略。基于神经网络的汽轮机振动诊断系统是近年来该领域较为先进的研究成果，是一种计算机信息处理系统。这一系统根据汽机振动信号、分析原理方法以及故障特征提取方法构建汽轮机振动故障识别系统，收集汽机振动信号，进行数据处理后给出振动类别，从而及时发现故障趋势，及时调整和维修。在运行工作中，为了控制汽机振动在正常范围内，要落实好以下措施：①控制汽机润滑油温、油压在正常范围内，且油质可靠；②选择合适的启动蒸汽参数，严格控制汽机加热暖机速率，保证足够的暖机时间；③正常运行中做好汽温、汽压的稳定调节，防止参数大幅波动，防止蒸汽带水；④汽机检修时严控检修质量；⑤汽机检修后做好动平衡试验；⑥对影响汽机振动的因素做好监视调整，有故障时及时检修，严控设备风险隐患。

除此之外，要对汽轮机的经济性予以监督管理，优化汽机的参数，结合电厂汽机的运行情况分析强度允许条件，并结合实际工况进行汽机调控，从而维持应用控制的基本水平。同时，调控汽机运行方式和结构，在高效运行的同时节省资源。

3 案例分析

文章以某厂电厂一二期4×320 MW机组汽机为例展开分析。机组为亚临界、一次中间再热、单轴双缸双排汽、凝汽式汽轮机，由哈尔滨汽轮机厂制造。#1、#2轴承为自位式可倾瓦轴承（4瓦块），#3、#4为自位式2瓦块可倾瓦轴承、半圆形上半瓦，#5、#6、#7、#8轴承为圆筒形。

（1）事故发生经过。2020年5月，检查人员按照计划对#1机组完成A修，启动运行正常168 h后汽机由单阀切至顺序阀运行。但是，在2020年9月19日的操作检查中发现，阀切换后#1轴承振动偏大，且对应的运行参数大于报警值（见表1）。经专业人员对其故障问题进行分析后认为，是#1、#2轴承间隙偏大，保持单阀运行振动正常。利用调峰停机时进行#1、#2轴顶部间隙调整，开机后顺序阀运行振动正常，但#8瓦温升高至报警值[3]。