电厂汽轮机检修及维护技术要点分析

电厂汽轮机检修及维护技术要点分析

吉海强 1 刘博源 2

酒泉钢铁集团有限公司 甘肃省嘉峪关市 735100

摘要：在如今这个竞争激烈的社会中，对于电厂的选择，人们也是非常注重它的性价比。人们对电力的研究也越来越多，用最少的消耗换取更多的电力资源是当前各大企业对于电力重要的研究方向，电厂汽轮机是电厂中消耗能源最多的一个环节，在如今这个资源紧缺的世界中，人们对于能源的大力开发，使得地球上的能源越来越少，已经开始研究可持续发展的新能源。因此，本文对电厂汽轮机的检修及维护方面进行探讨分析，希望能够帮助到大家。

关键词：电厂汽轮机；检修及维护；对策分析

中图分类号：TM11文献标识码：A

引言

汽轮机运行期间，可以结合具体振动情况，判断汽轮机状态，如果汽轮机出现异常振动，很可能因为长期运行出现故障。导致汽轮机异常的原因较多，为了保证汽轮机稳定运行，提升汽轮机工作效率，有必要加强汽轮机异常振动控制，确保汽轮机振动处在合理范围内。

1.影响发电厂汽轮机组运行效率的因素

1.1 主蒸汽温度

当主汽压恒定时，主蒸汽的温度会随之降低，其中含有的焓也会随之减少，进而造成蒸汽做功能力下降，致使汽轮机汽耗增加。与此同时，主蒸汽温度较低也会在一定程度上致使汽轮机的末级蒸汽产生更强的湿度，造成湿汽损失逐渐增加。另外，在主蒸汽温度不稳定的情况下，也会造成水冲击的情况，这样也会使结构零件的稳定运行状态受到影响，从而影响到汽轮机工作状态的稳定性，增加安全隐患的发生几率。

1.2 凝汽器真空度

在汽轮机正常工作的过程中，凝汽器属于非常重要的组成部分，在实际应用的过程中凝汽器真空度情况也会干扰到汽轮机的正常运行。总结以往的实践经验可以了解到，在汽轮机运行过程中，很容易出现真空度较低的情况，在该情况下，汽轮机机组的内效也会呈现出不断下降的趋势，这样带来的直接影响便是系统热耗量开始增加，为了维持正常工作状态所需要的汽耗量也在增加，这也在很大程度上干扰到了机组的运行效率。

2.汽轮机故障原因分析

2.1 油膜失稳

汽轮机油膜失稳形式包含两种：油膜振荡与半速涡动。其中，半速涡动多发生在转速低于第一临界速度期间，随着转速的不断提升，在某一低速阶段开始，该振动会不断升高，有时随着转子速度的增加，这一情况也会逐渐消失。随着转子转速的不断变化，涡动频率也将不断变化，但转度半频关系一直不变，识别半速涡动法多使用级联图，级联图中，半频振锋频率点体现为斜率为2的直线。此外，波形图中和轴心轨迹中也经常可以看到低频特征。

2.2 膨胀不均

膨胀不均导致的振动多是因为气缸膨胀受阻产生的，此时汽轮机轴承位置与标高都会改变，转子中心位置偏移，轴承刚度不断减弱，最终导致机械振动产生。引起这一振动的原因主要为：(1)机组开启期间水流流动不畅，水流在暖管当中，一些疏水寄存于主汽管中，还有一部分，受到汽水的影响，经常出现膨胀不均的情况，最终使得设备运行期间产生摩擦振动；(2)冲转和运行期间，压力和汽缸温度不配，转子受热不均，严重的还会导致弯曲与变形，润滑油油压、温度等超过正常参数，最终使得气缸与转子膨胀不同而引发的振动。

2.3原始质量不平衡

这是一种汽轮机原本就存在的故障，并不是汽机运行后才引发的，而是原来自身的条件就包含着。首先转子存在设计缺陷导致加工存在偏差，此时也易造成安装偏差，最终导致机组中转子质量偏心的存在。在运行中因动平衡精度不高，只进行低速动平衡时离心力较小，但转子不平衡质量离心力会随着转子转速的提高以转速的平方关系增加[1]。随着转子转速的不断上升直到达到工作转速时，转子的这一离心力要迫使机组振动，从而造成汽轮机振动过大。原始质量不平衡故障特征可总结为：转子振动是与转速同频的强迫振动，在一定转速下振动是比较稳的。定振动幅值随转速及振动理论中的共振曲线规律变换，在临界区达到最大值。

2.4 气流振动

气流振荡发生形式种类较多，原因也不相同。为了提升汽轮机效率与性能，设计人员多使用增加级数与提升转速等方法开展设计工作。级数变化会导致转子跨距不断增长，临界转速逐渐降低，转速提升又会导致临界与工作转速不断增加，最终导致轴系统稳定性不断下降。因转子弯曲多是由于通流径向间隙发生了改变，当一端间隙减小，另一端间隙会逐渐扩大，随着变小端热效率的增加，变大方热效率会不断减小，进而导致轴颈朝着转动方向涡动。

3.汽轮机组检修及维护的优化策略

3.1管控好主蒸汽温度

1）做好汽轮机管道的保温工作。如在管道外围铺设保温层，这样可以减少温度外溢，确保汽轮机中蒸汽温度的合理性。2）降低内漏及蒸汽输送阻力。此项处理的主要目的在于减少蒸汽输送过程中的额外做功，使蒸汽可以最大限度运输到汽轮机设备当中，起到稳定作业温度的作用。3）做好锅炉内燃煤水分的控制。燃煤内水分含量过大会损耗一部分燃煤热值，结合以往的作业经验，将燃煤含水量控制在合理范围内，从而减少燃煤燃烧阶段的热量损耗，提升汽轮机组的运行效率。

3.2严密监视汽轮机转速的变化

汽轮机冲转过程中，必须就地严密监视汽轮机转速的变化及机组声音、振动、各轴承温度等变化情况。应确认高压缸通风阀在打开位置，并严密监视高压缸排汽口金属温度变化。冲转升速过程，禁止利用“调节器设定”进行手动方式增减转速。及时调整高低压旁路系统，按启动曲线控制汽温、汽压。及时调整排汽装置热井、除氧器水位，注意轴封压力的变化。冲转过程中禁止在临界转速附近停留，振动超限保护拒动时应立即打闸停机，投入连续盘车，检查大轴弯曲值，待大轴弯曲值回到原始值并检查机组无异常、连续盘车时间足够（应不少于4小时）后方可重新启动。严禁降低转速暖机或强迫升速。在中速暖机前轴承振动不得超过30μm，过临界转速时，轴承振动不得超过80μm，轴振不得超过150μm，当轴承振动达100μm或轴振达250μm时，应紧急打闸停机。

3.3优化回热系统工作情况

1）做好系统给水温度的调控工作。例如，可以对比锅炉给水温度和汽轮机给水温度，基于两者的差值调整供压和供给温度，借此来稳定回热系统的工作状态。2）做好回热系统水位的动态调整。可以借助大数据技术来建立状态监测体系，基于传感器反馈的数据信息来完成水位调整，从而确保系统工作状态的稳定性。3）做好系统运行状态监测。采集加热器的运行数据，根据反馈情况来确定系统存在的相关问题，在停机期间及时进行调整，从而提高系统工作状态的稳定性。

3.4振动保护装置

安装振动保护装置由信号报警系统、监控系统、保护系统构成，该装置和测量装置一样，若振动大于某一临界值装置就会发出预警信号，该保护装置的不同主要为其可以发出脉冲信号，该信号可以对电路进行合理控制，让其主动关闭主要汽门，便于紧急停机。一直以来，在汽轮机机组量不断增加的当下，安装测量和保护装置越来越重要。所以，日常工作期间，有必要加强安全监视和保护装置动作研究，确保保护动作科学合理地开展。

结束语

电厂里有很多重要的输配电设备，汽轮机发电组就是其中之一，对其进行有效地预防并控制故障，才能使汽轮发电组稳定而高效地运行[5]。如何有效解决汽轮机组振动大的现象，需技术人员进一步研究分析数据，提出对应的优化运行策略，从而提高汽轮机组的运行可靠性能。

参考文献：

[1] 方守印，杨成宝. 汽轮机低压排汽缸排汽压力的变化对汽轮机运行的影响[J]. 汽轮机技术，2013, 55(6): 471-472, 475.

[2] 焦玉婷. 汽轮机异常振动分析与排除[J]. 中国设备工程，2018 (05) :47-48.

[3] 谢晨宇，王兴邦. 汽轮机运行振动的大原因分析及应对措施[J]. 科技风，2019 (15): 131.

[4] 侍洁. 基于 DSP 和 FPGA 汽轮机振动检测系统的设计与开发[D]. 南京 ：南京理工大学，2016.