汽轮机故障分析与处理技术

汽轮机故障分析与处理技术

周广瑞

中国电建集团核电工程有限公司  山东 济南 250000

摘要：随着电力工业的快速发展，火电厂电气系统的安全稳定运行显得尤为重要。汽轮机作为火力发电系统的重要组成部分，其是否可以长时间平稳运行直接关系到整个电厂的经济效益和供电稳定性，所以保障其安全稳定的长时间运行极其重要。通过对汽轮机常见故障的分析，解决方案的提出，为汽轮机的检修工作提供了参考，从一定程度上保证了电力系统的平稳运行，从而为国民经济的发展、居民生活水平的提高提供了有力的保障。

关键词：汽轮机；故障；处理

引言

汽轮机在长期的运转过程中，难免会出现一些问题或者故障，所以做好汽轮机的日常维修和定期大修工作，消除缺陷，对汽轮机长时间平稳运行，进而保证整个电力系统的平稳可靠具有重要意义。汽轮机的分类有很多种，根据其热力特性可分为凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽式汽轮机等，本文主要以抽凝式汽轮机为例，进行常见故障与解决方案分析。

1火电厂基本原理

1.1燃烧过程

火电厂通过燃烧燃料，如煤、天然气或石油，来产生高温高压的蒸汽。这个过程涉及到燃料的氧化反应，将化学能转化为热能，然后通过蒸汽涡轮发电机将热能转化为机械能，最终产生电力。燃烧过程的稳定性和效率对于火电厂的集控运行和整体性能至关重要。

1.2蒸汽发电过程

在蒸汽发电过程中，高温高压的蒸汽通过蒸汽涡轮发电机驱动，将热能转换为机械能，最终产生电力。这一过程的关键在于热能的高效转化，其中蒸汽的压力和温度以及涡轮的设计和运行参数都是至关重要的因素。火电厂的集控运行系统需要监测和控制这些参数，以确保蒸汽发电过程的平稳运行。蒸汽发电过程的稳定性直接关系到电力系统的频率和电压稳定性，因此了解和优化这一过程对于维持电力系统的稳定性至关重要。

2汽轮机故障分析与处理技术

2.1危急保安器和危机断路滑阀故障

危急保安器和危机断路滑阀作为汽轮机重要的超速保护装置，对防止汽轮机因故障甩负荷超速发生危险具有重要作用，一般转速达到额定转速的1.12倍时，危急保安器飞锤飞出，危急断路滑阀动作，使安全油卸掉，EH油被隔膜阀卸掉致主汽门，各调门全部关闭，汽轮机进汽被隔断，从而使其停止工作。汽轮机长时间运行后，若不能按照设计的转速超速跳车，就要检查或者重新设置危急保安器飞锤的调整量，保安系统的检修要求较为严格，要求其洁净度、光洁度、灵敏度比较高，一般拆卸后需要用清洗剂仔细清洗，由于弹簧的弹力随紧力的增加呈非线性增加，所以经过理论计算出的飞锤调整量会和实际情况有所差别，这种情况通常需要开机做超速实验，根据实验数值再进行微量调整1～2次基本上就可达到规程要求。

2.2推力瓦故障

推力瓦又称推力轴承，其主要作用就是平衡转子的轴向力，确定转子膨胀的死点，确定其在汽缸的轴向位置。从而保证动静叶片之间的轴向间隙，防止碰撞摩擦。推力瓦一般由多个瓦块组成，每个瓦块上都安装有温度传感器，汽轮机在工作状态时，推力瓦工作瓦块受力，负荷波动时，推力瓦中非工作瓦块可能受力。推力瓦的故障一般为瓦温太高导致发电机负荷无法带满，使发电机组的经济效益达不到最大化。出现此类问题一般首先要确定温度较高的瓦块，然后对推力盘进行飘偏度的测量，看是否符合飘偏量最大0.02mm标准；再就是检查瓦上的合金层是否有脱胎现象。大多数情况下，瓦温高的原因是瓦块与推力盘接触不均匀导致，这时将百分表测杆头放在瓦块摆点上，并微微移动瓦块，记录每块瓦的最大指示值，对比查找出高温瓦块的高出量，借助红丹粉及研磨工具对其进行研磨，保证所有瓦块与推力盘接触面积大于80%，实践表明，此方法可保证推力瓦温度在正常范围内，从而保证机组满负荷运行。

2.3主油泵断轴故障

汽轮机主油泵的主要作用是向机组各轴承供油,润滑和冷却轴承、供给调速系统和保护装置稳定充足的压力油。在汽轮机全速时,为机组提供全部的润滑油和保安油,是汽轮机的重要附属部件之一。主油泵断轴故障一般发生在某些厂家生产的中小型机组，此类机组一般采用的是主油泵与汽轮机本体一体设计，一般在前箱内部，而且主油泵泵轴采用非实心设计，设计初衷是减少汽轮机热胀冷缩对主油泵泵轴的影响，从而避免主油泵振动过大造成跳车，但此设计在一定程度上存在缺陷，不能够承受较大扭矩，实际运行过程中容易造成断轴现象，解决此类故障，可以采用外置油泵的方式，外置油泵的选型，建议根据原主油泵的流量扬程等技术参数，选择螺杆泵或者齿轮泵，此类泵运行稳定，油压波动小，安全系数较高等优点，同时设计A、B两台泵，一备一用，同时根据现场情况设计管路布局。需要注意的是，在切换主油泵的时候会引起油系统压力的波动，油压的波动大小直接关系到汽轮机的稳定运行，严重时可能会造成汽轮机连锁跳车，所以在外置油泵系统中需加装蓄能器，保证在遇到油压波动时通过蓄能器释放能量来调整油系统的压力,避免AB主油泵切换时出现瞬时0油压从而导致停车现象。

2.4汽轮机振动值超标

汽轮机振动值超标也是汽轮机常见故障之一，正常情况下，汽轮机在启停过程中由于存在临界转速，当转速达到临界转速时振动值会上升，过临界值后振动值一般会恢复正常，属正常现象。但很多情况下会出现故障性振动，严重者也会造成汽轮机跳车，从而带来经济损失。造成汽轮机振动大的原因有很多种，常见的情况有以下几种：（1）汽轮机在检修后找中心的过程中由于疏忽或者其他原因导致中心不对中，造成振动，此类情况一般振动值会随负荷的增加而上升；（2）凝结器真空度下降，排汽温度上升，低压缸温度上升，后轴承上抬，中心偏离，造成振动；（3）汽轮机在开机过程中升速或者加负荷太快，导致汽缸受热不均匀，通流间隙变动，与转子产生相对位移，也会产生振动；（4）转子叶片断裂、变形导致平衡破坏，轴承润滑不良、磨损及安装不当，联轴器损害等，均会引起振动值上升。以上造成汽轮机振动值增加的故障一般属常规性故障，一般按照常规的检查步骤或者在经验比较丰富的技术人员指导下都能够找出并解决，但有些特殊情况，经过常规项目检查不能够找到原因消除缺陷，此时，可考虑吊起汽缸通过压铅丝的方法测量汽缸与隔板套及蒸汽室的间隙（若间隙较大压不到否已放回原位或调整量是否合适，若垫片没有放回或者调整间隙过大，就会造成汽轮机负荷变动时，蒸汽室或隔板套上下移动，导致蒸汽室围带汽封与转子叶片产生接触摩擦使机组产生振动。所以，当汽轮机大修完，应当特别注意微小部件的回装工作。

结束语

汽轮机在火力发电系统中发挥着重要的作用，由于其高负荷长时间运转，难免会出现一些缺陷和故障，除了定期计划性大修外，还应做好日常的维护工作，包括辅助机泵等辅助设备的点检工作。在检修过程中，应当坚持重点问题先修原则，先保障汽轮机的基本安全性能，同时应当加强对检修人员的日常培训与培养，提高检修技术人员的综合素质。通过不断积累检修经验，加大对汽轮机常见故障的解决能力，加强对设备故障应对措施的研究力度，不仅可以提升汽轮机的使用寿命，还可以提高整个发电系统的持续性与稳定性，从而更好地保障整个发电系统的正常运行。

参考文献

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