試論電廠汽輪機(jī)的常見故障及處理對(duì)策

王煥亮

齊魯石化公司熱電廠乙烯動(dòng)力站

1 汽輪機(jī)的組成和基本工作原理

汽輪機(jī)是一種較為精密的重型機(jī)械設(shè)備，通常在高溫高壓蒸汽環(huán)境下進(jìn)行高轉(zhuǎn)速的工作，一般需要與蒸汽鍋爐、凝汽器、加熱器、發(fā)電機(jī)等組成成套的發(fā)電設(shè)備，各設(shè)備一同協(xié)調(diào)配合工作產(chǎn)生電力。汽輪機(jī)主要由靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分組成，靜止部分包括汽缸、靜葉柵、隔板、軸承、汽封等；轉(zhuǎn)子則包括主軸、聯(lián)軸器和葉輪、葉片等。由鍋爐產(chǎn)生的高溫蒸汽首先進(jìn)入高壓缸和中壓缸，在蒸汽熱能的推動(dòng)下，葉片、葉輪帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)能量由蒸汽熱能向機(jī)械動(dòng)能的轉(zhuǎn)化。汽輪機(jī)各轉(zhuǎn)子由聯(lián)軸器連接至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，同時(shí)將汽輪機(jī)扭矩傳遞給發(fā)電機(jī)，從而使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能。

2 電廠汽輪機(jī)故障維護(hù)工作重要性

電廠在正常工作時(shí)，除了要對(duì)電廠設(shè)備定期進(jìn)行檢修和維護(hù)外，還要準(zhǔn)確排查電廠汽輪機(jī)出現(xiàn)的故障，發(fā)現(xiàn)故障后要及時(shí)進(jìn)行解決處理，如果要快速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決，就要詳細(xì)了解電廠設(shè)備，另外還要重視電廠設(shè)備維護(hù)管理工作的重要，這樣才能提高電廠設(shè)備管理水平、提高設(shè)備的利用率和提高設(shè)備的管理效率，隨著電力能源結(jié)構(gòu)不斷提高，若要保證電力能源的正常供應(yīng)，就要加強(qiáng)日常電廠設(shè)備管理工作，以滿足電力需求為重點(diǎn)管理工作，汽輪機(jī)作為電廠運(yùn)行中的一個(gè)重要組成部分，為了保障電力工作可以生產(chǎn)穩(wěn)定的提供電力能源，在日常發(fā)電管理管理工作中必須要加強(qiáng)汽輪機(jī)組的檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后才可以及時(shí)解決，通過(guò)日常定期維護(hù)和保養(yǎng)來(lái)減少汽輪機(jī)故障的發(fā)生，提高電廠設(shè)備的利用率，以此來(lái)保障電廠可以安全穩(wěn)定可靠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 汽輪機(jī)常見的故障分析

3.1 汽輪機(jī)凝汽器真空偏低

在汽輪機(jī)輔機(jī)中，凝汽器作為凝汽設(shè)備的組成部分，主要以凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵和抽氣裝置等為主。利用凝汽設(shè)備在汽輪機(jī)排汽口建立并維持高度真空，這樣處于汽輪機(jī)中的蒸汽膨脹為相對(duì)較低的排氣壓力，有利于汽輪機(jī)熱效率的提高。而且汽輪機(jī)的排氣凝結(jié)成潔凈的凝結(jié)水晶，并將其作為鍋爐給水，實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。由于汽輪機(jī)凝汽器真空度會(huì)對(duì)汽輪機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)直接的影響，在一旦真空度下降，則會(huì)導(dǎo)致排汽溫度升高，機(jī)組會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)等故障。而且當(dāng)外界溫度較高時(shí)，循環(huán)水溫也會(huì)隨之升高，從而對(duì)凝汽器的吸熱量和蒸汽的冷凝溫度帶來(lái)較大的影響，提高排氣壓力，從而造成凝汽器真空度的下降。另外，真空氣密性和凝汽器結(jié)垢等都是導(dǎo)致汽輪機(jī)凝汽器真空度下降的主要原因。

3.2 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡

正常情況下，轉(zhuǎn)子在高速轉(zhuǎn)動(dòng)下是處于一個(gè)動(dòng)平衡狀態(tài)的，這也保證了轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。但在長(zhǎng)期使用下，轉(zhuǎn)子會(huì)不可避免地發(fā)生一定的扭曲和變形，轉(zhuǎn)軸也會(huì)出現(xiàn)一定程序的磨損，使得轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)平衡被打破。這種情況一方面會(huì)造成軸承磨損的加劇，另一方面也造成了主軸扭矩輸出的不穩(wěn)定，嚴(yán)重的還會(huì)影響到整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。汽輪機(jī)在出廠和檢修時(shí)，一般都會(huì)專門對(duì)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡進(jìn)行檢測(cè)，因而也很少會(huì)出現(xiàn)因質(zhì)量問(wèn)題而造成的轉(zhuǎn)子不平衡，而長(zhǎng)期使用下轉(zhuǎn)子的變形、轉(zhuǎn)軸的摩擦等因素又是很難被控制的。

3.3 汽輪機(jī)異常震動(dòng)

在汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)出現(xiàn)氣流激振、轉(zhuǎn)子熱變形及摩擦振動(dòng)等情況時(shí)都會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)發(fā)生異常振動(dòng)。當(dāng)氣流激振情況發(fā)生時(shí)，會(huì)有大量的低頻分量產(chǎn)生，同時(shí)還會(huì)受到運(yùn)行參數(shù)的影響，從而導(dǎo)致振動(dòng)越發(fā)明顯。轉(zhuǎn)子溫度和蒸汽參數(shù)與轉(zhuǎn)子熱變形具有直接的關(guān)系，當(dāng)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形時(shí)，會(huì)導(dǎo)致振幅增加。當(dāng)有摩擦情況存在時(shí)，會(huì)有抖動(dòng)和渦動(dòng)等現(xiàn)象發(fā)生，不僅轉(zhuǎn)子內(nèi)部受溫不均勻，而且還會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子熱變形故障發(fā)生。

4 做好電廠汽輪機(jī)的檢修以及故障的處理

4.1 汽輪機(jī)輔機(jī)凝汽器真空偏低的檢修

在對(duì)汽輪機(jī)輔機(jī)真空氣密性降低的情況進(jìn)行檢修時(shí)，可以檢查凝汽器側(cè)是否存在漏氣情況，并在停機(jī)情況下向真空系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行灌水進(jìn)行檢漏。對(duì)于噴嘴和汽輪機(jī)軸封需要定期進(jìn)行檢查和清理，及時(shí)對(duì)漏氣點(diǎn)進(jìn)行消除，以此來(lái)進(jìn)一步提高抽汽效率。同時(shí)還要利用化學(xué)方法來(lái)清除凝汽器內(nèi)部的污垢，有效果的提高凝汽器的真空密封性。

4.2 汽輪機(jī)葉片損壞的處理

針對(duì)葉片損壞的外部原因，電廠應(yīng)加強(qiáng)對(duì)葉片的采購(gòu)和使用管理，在選擇汽輪機(jī)葉片時(shí)必須要注意葉片的規(guī)格、強(qiáng)度、耐腐蝕和老化性等，確保其滿足汽輪機(jī)工作環(huán)境和生產(chǎn)負(fù)荷要求。其次，在汽輪機(jī)運(yùn)行中，要加強(qiáng)各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)故障和隱患的維修工作，減少運(yùn)行故障對(duì)葉片的損壞，對(duì)于已經(jīng)損壞的葉片應(yīng)及時(shí)更換，以免影響生產(chǎn)和造成機(jī)組軸系的損壞。

4.3 汽輪機(jī)異常振動(dòng)的檢修

不同原因?qū)е缕啓C(jī)異常振動(dòng)時(shí)，采取的檢修方法也不同。氣流激振主要是由于葉片末端氣流紊亂而導(dǎo)致氣流不均衡造成氣流沖擊，這種現(xiàn)象具有不可避免性，一旦氣流激振情況發(fā)生，需要對(duì)機(jī)組給水量、高壓調(diào)速汽門進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效避免氣流激振狀態(tài)，從而達(dá)到消除氣流激振目的。當(dāng)由轉(zhuǎn)子熱變形導(dǎo)致汽輪機(jī)異常振動(dòng)時(shí)，需要對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行更換。而對(duì)于摩擦振動(dòng)導(dǎo)致的汽輪機(jī)異常振動(dòng)情況，在處理上可以參照轉(zhuǎn)子熱變形的處理方式。

總之，電廠汽輪機(jī)的運(yùn)行與電力安全、電力生產(chǎn)密切相關(guān)，電廠的組織與技術(shù)部門要高度重視電廠汽輪機(jī)的養(yǎng)護(hù)工作，將積極預(yù)防和體系防范的策略與理論應(yīng)用在電廠汽輪機(jī)日常工作之中，實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠汽輪機(jī)問(wèn)題和事故的全面識(shí)別和分析，排除電廠汽輪機(jī)隱患和風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)增長(zhǎng)電廠汽輪機(jī)養(yǎng)護(hù)質(zhì)量和人員綜合能力，實(shí)現(xiàn)電廠汽輪機(jī)的安全、正常、穩(wěn)定運(yùn)行，有效提高電廠汽輪機(jī)運(yùn)行效率和能源利用率，達(dá)到保障電廠生產(chǎn)、電廠安全和電廠供電的能力與效果。

[1]曹金梁.發(fā)電廠汽輪機(jī)的故障分析與解決對(duì)策[J].科技展望，2016，26(29)：75.