火电厂汽轮发电机的常见故障探讨

浙江浙能兰溪发电有限责任公司 盛 隆

2021年全国电力工业全国发电装机容量约23.8亿千瓦，同比增长7.9%。其中，风电装机容量约3.3亿千瓦、同比增长16.6%，太阳能发电装机容量约3.1亿千瓦，同比增长20.9%；2021年水电发电装机容量为39092万千瓦，同比增涨5.6%；火电发电装机容量为129678万千瓦时，同比增长4.1%；核电发电装机容量为5326万千瓦时，同比增涨6.8%；风电发电装机容量为32848万千瓦时，同比增涨16.6%；太阳能发电装机容量为30656万千瓦时，同比增涨20.9%。2021年全国发电总量为81122亿千瓦时，同比2020年增涨6.41%。2020年全国发电总量为76236亿千瓦时，同比增涨4.05%。

由此可以看出，在我国能源的供应方面火电厂发电发挥着重要的作用。在火电厂的发电中汽轮发电机占据着重要的作用，是发电生产中的必备设备，并且在火电领域中得到了广泛的应用，并具有一定的发展前景。尤其是在社会经济的发展中，对于电力能源的需求不断的提升，针对此种现象，给火力发电厂带来了发展机遇，火力发电厂管理人员要给予重视，加大对电力能源的生产，同时有效利用汽轮发电机。对此，火电厂管理人员要对汽轮发电机的顺利运行给予保障，同时能够保证汽轮发电机安全稳定的运行，因此要对汽轮发电机出现的故障进行维修，确保电力能源生产的安全。

目前，在发电的方式上面，我国使用的是传统的发电方式，在火电厂汽轮发电机发电中，对于汽轮发电机发电的稳定性以及安全性不能进行充分保障，在一定程度上对供电的效果产生了影响。基于此，文章根据火电厂汽轮发电机的原理，研究了火电厂汽轮发电机发电过程中出现的各种问题。与此同时，针对出现的问题提出了有效的解决措施，避免在发电的过程中对发电的安全以及稳定性产生影响，提升火电厂汽轮发电机的性能。

1 火电厂汽轮发电机的工作原理分析

火电厂汽轮发电机的工作原理是通过蒸汽做功的旋转式热力原动机。这种原动机的功率相对较大，结构相对比较简单，同时应用中还不容易出现损坏，在运行过程中噪音较小，具有一定的安全性。除此之外，在对汽轮发电机的调速方面较为简便，同时防爆的功能显著。在应用的过程中，汽轮发电机使用的是燃烧煤以及其它化学燃料，通过喷嘴以及动叶等相关的结构对产生的热能进行转换，并将其转变为机械能。

现阶段，在火电厂汽轮发电机中有两种汽轮机比较常见，一种是冲动式、另一种是反动式，这两种汽轮机有明显的不同。其中，冲动式汽轮机在喷嘴的作用下将产生的蒸汽进行膨化，有效改变出现的压力以及速度，对动能进行转换，与此同时，在高速气流的带动下改变动叶片的方向得以实现做功；反动式汽轮机的轴向推力是通过叶轮前后的压力形成的，之后与平衡活塞等相关的设备进行配合，使得轴向的推力保持平衡。

2 火力发电厂汽轮发电机常见的故障

2.1 汽轮发电机凝汽器真空偏低

凝汽式汽轮机的真空系统组成部分有表面式凝汽器、抽气设备和凝结水泵、循环水泵以及多个连接管，详细的组成部分可以参考图1。凝汽器真空度偏低的故障，一般是在火电厂汽轮发电机的运行过程中经常会出现，因此，对于火电厂汽轮发电机运行中要对凝汽器的真空度进行严格的要求。

图1 凝汽式汽轮机真空系统组成

但是在实际的运行中，管理人员没有对凝汽器真空度给予重视，使得凝汽器真空度出现下降的趋势，在一定程度上使得短时间之内，汽轮发电机的排汽温度迅速升高，引发了机组出现了振动。通过专业人员的分析，受外界高温的影响，使得汽轮发电机中的循环水温度升高，对排气的压力产生了一定的影响，在较短的时间内迅速增高。在此种情况下就会降低凝汽器真空度，对汽轮发电机的运行产生了影响[1]。

2.2 汽轮发电机异常振动

在汽轮发电机的故障中，发电机出现异常振动是其中最为典型的一种故障。经过分析，引起这种故障的原因有以下最常的几种：

第一种为气流激振，第二种为摩擦振动，第三种为转子热变。其中，气流激振能够使得汽轮发电机出现低频分量，与此同时，运行的参数也会对其产生一定的影响，引起汽轮发电机振动；在其内部的结构中，转子间发生摩擦也会引起汽轮发电机振动，这是转子摩擦力的不同，转子受力不平衡而引起的振动；若转子出现了热变，其温度也会随之升高，与此同时，会增加转子的振动幅度。转轴材料的不同会使得转子出现热变，轴向的间隙不足的温差会出现不对称[2]。

2.3 储油系统存在杂质

外界的环境变化会对汽轮发电机的组装过程产生影响，因此对外界的环境有较高的要求。若操作人员在安装的过程中动作不规范，会使得汽轮发电机的内部出现外界环境的杂质，尤其是在储油系统中，在运行的过程中，其内部的杂质会与储油系统中的轴颈出现摩擦，在时间的催化下会增加轴颈的磨损，在一定程度上会使得阀门在运行的过程中出现故障、即阀门故障，对汽轮发电机的安全稳定运行产生影响[3]。

2.4 汽轮发电机调速系统摆动故障

调速系统摆动故障亦是汽轮发电机中的运行故障，引起这一故障的主要原因是高压调速汽门出现了问题，在一定程度上对汽轮发电机的内部轴瓦振动产生了影响，导致内部轴瓦振动的频率增加，局部位置出现损坏，引起汽轮发电机调速系统摆动出现了故障。

2.5 轴承高温故障问题

在火电厂汽轮机的发电过程中，汽轮发电机也会出现轴承高温问题，经过相关人员的分析，对轴承温度产生影响的原因有以下几种：汽轮发电机的轴承存在一定的磨损情况，亦或是使用的润滑油质量不佳；在汽轮发电机运行的过程中，较低的润滑油使得轴承的运转不能正常运行，亦或是没有润滑油存在；汽轮发电机使用的润滑油出现问题，或是油温出现变化在一定程度上破坏了轴承的油膜；汽轮发电机的轴承变大，使得油封出现了破损，此外，还会出现漏气[4]。通过分析，以上几种现象都会造成轴承高温现象，对汽轮发电机的运行产生影响。

3 火电厂汽轮发电机常见故障的解决对策探讨

3.1 汽轮发电机辅机凝汽器真空偏低的解决对策

在汽轮发电机运行过程中，若其辅机凝汽器变化，出现真空偏低的情况，相关管理人员要给予重视，派遣专业的维修人员根据维修的标准及时进行维修，在一定程度上对汽轮机真空偏低的故障进行解决。在检查的过程中，维修人员要全面检查汽轮发电机凝汽器的侧面，漏气的问题是否有出现。检查过程中，维修人员首先要停止运行的检修设备，之后在真空系统中将水罐入其中，此种操作的目的是检查其是否出现泄露。

需要注意的是，在检漏的前期，专业人员要清理喷嘴以及汽轮发电机，之后对需要检漏的地方逐一进行检查，有效提升汽轮发电机的运行效率。除此之外，在汽轮发电机的维修中，为了能够对汽轮机的真空密封性得以保证，需要通过化学方法有效清除汽轮机内部的污渍，通过此种方式，对真空偏低的现象进行解决，避免影响汽轮机的运行[5]。

3.2 发电机组异常振动的解决对策

一般情况下，有很多原因会引起汽轮机发电机异常振动故障出现，所以在维修的过程中专业人员需要根据引起的不同原因，有针对性的对出现的故障进行解决。对于激振故障，是因为末端位置的叶片气流出现混乱、引起气流的冲击，亦或是出现不平衡的情况。针对此种故障，维修人员在维修中要根据维修的要求以及相应的规范，对高压调速的阀门进行合理的调节，在一定程度上能够对对汽轮发电机的气流激振进行解决。

而转子热变问题是引起汽轮发电机出现振动的主要原因。对此，专业维修人员要及时更换存在故障的转子；摩擦振动亦是引起汽轮发电机振动的原因，因此对于转子更换的方式同样适用；若因轴系不对称而使得汽轮发电机出现故障，需要对汽轮发电机的振动最大幅度进行了解，才能对其进行维修作业，具体的数值可以参考表1，合理调整轴系中心的位置，确保轴系的平衡。

表1 汽轮发电机振动最大幅度

3.3 储油系统杂质故障的解决对策

在对汽轮发电机进行维修之前，要确保汽轮发电机处于停止状态，才能对汽轮机开展清理工作，在清理的过程中，要对储油系统给予重视，保护储油系统清洁的程度，在一定程度上对储油系统出现故障情况进行控制，提升汽轮发电机运行的效率。所以，在维修的过程中，对于储油系统中的阀门清理要给予一定的重视，为了能够全面且彻底的对油箱以及冷油器进行清洁，要对煤油、清洁剂等进行合理的使用，提升储油系统的清洁程度。

除此之外，在汽轮发电机中储油系统是其中重要的部分，能够有效润滑汽轮发电机。因此，在清洁过程中要确保清洁的程度，防止大量的杂质再次出现。维修人员还要通过辅助抽气器，对储油系统进行二次清洁，确保清洁的彻底。对于汽轮发电机，要对滤网及时清洁，同时还要对其进行更换，可以通过观察滤网上的杂质对清洁的程度进行检查。

3.4 调速系统摆动故障的解决对策

调速系统出现故障的问题一直在汽轮发电机中出现，为了能够有效避免这种故障再次发生，相关人员要对油的质量进行提升，并由专业的人员进行管理。至于出现的调速系统摆动的故障，维修人员要对其中的小滤器以及过滤器定期进行检查，并将存在的安全隐患或出现的问题及时解决，更换过滤器及小滤器，在一定程度上确保滤网具有通畅性。如此，才能对油压的稳定性进行有效提升。

与此同时，对于燃油质量，为了能够使得使用的油质与规定的标准相符合，维修人员也要定期进行检查，除此之外，维修人员要对调速汽门中的相关零件进行仔细的检查，若在检查的过程中发现问题，要及时进行处理，并将损坏的零件进行更换，确保汽轮发电机能够顺利开展工作。

3.5 轴承高温故障的解决对策

为了能够对轴承高温的故障进行解决，维修人员首先要明确引气故障的原因，其次，针对出现的问题提出有效的解决措施。在维修过程中，要对汽轮机内部的零件进行分析与检查，看其是否出现故障，若全部处于故障状态，要重点检查油压的变化，若油压较正常的数据低，则可以将其调整至正常数值；若油压出现升高的设备不多，则对轴承的压力进行检查，看其是否正常，避免轴承出现振动或者轴封处有漏油情况，通过分析其出现的原因，才能对存在的问题及时解决。

综上，在汽轮发电机的运行过程中，相关管理人员要对其进行重视，避免出现故障，对汽轮发电机的正常运行产生影响。与此同时，对火电厂的经营效果进行提升，确保火电厂能够安全稳定的发展。因此，在火电厂的发展过程中，管理人员要对汽轮发电机重点进行关注。若出现故障，要及时派遣专业的人员进行维修，定期对相关的设备维修与保养，有效控制汽轮发电机出现故障的频率，对汽轮发电机维修的成本进降低。