故障診斷方法在汽輪機通流部分的研究

劉思東　周凡

摘要：汽輪機是火電站的關(guān)鍵設(shè)備，直接影響火電機組的運行，而其汽輪機障礙問題受到了國民的重視。因汽輪機中最關(guān)鍵的部分是通流部分，所以本文主要通過講述汽輪機和通流部分的工作原理，分析它們產(chǎn)生故障的種類和原因，并提出故障診斷方法。關(guān)鍵詞：汽輪機；通流部分；故障；診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.171

0前言

目前我國電力發(fā)電以火力發(fā)電為主，雖然風(fēng)力和水利發(fā)電都得到了大力發(fā)展，但是火力發(fā)電量仍占總發(fā)電量的一半還多，并短時間內(nèi)不會改變。而汽輪機作為火電廠的核心組成部分，直接影響火電廠的運行，其中通流部分又是汽輪機的核心，更是關(guān)系到火電廠的安全。我們要深入研究汽輪機通流部分故障診斷方法，才能確?；痣姀S的順利運行。

1汽輪機的工作原理

單機功率大，使用效率高，使用時間長是汽輪機的優(yōu)點，而“蒸汽透平”則是汽輪機的工作原理。汽輪機一種可以將能量轉(zhuǎn)化為機械能的大型機械，它運用自身的旋轉(zhuǎn)方式將蒸汽轉(zhuǎn)化為機械動能，它還作為火電廠的原動力設(shè)備，對火電廠起到直接作用和間接作用，直接作用表現(xiàn)在可以直接驅(qū)動各種泵、壓縮機等設(shè)備；間接作用表現(xiàn)在借助其他機器產(chǎn)生的熱氣進行供暖。

汽輪機中有大量的蒸汽，這些蒸汽主要是來自鍋爐。大量的蒸汽進入到汽輪機的內(nèi)缸里，并按順序形成環(huán)形，遵循動能原理，汽輪機中的動葉和噴嘴利用蒸汽的熱能，轉(zhuǎn)化成機械能。汽輪機在轉(zhuǎn)化蒸汽時，使用方法是有所不同的，這樣就導(dǎo)致了轉(zhuǎn)化率不同，所以汽輪機的性能和工作原理也就不同。雖然汽輪機的性能和原理不同，但是汽輪機的構(gòu)成是相似的，也就是氣流通道的組成部分是相同的，即進汽機構(gòu)、通流部分（葉柵）和排氣缸。

2通流部分的工作原理

通流部分一共有三部分構(gòu)成，如下：

（1）高壓部分。這部分主要是由單列式類型的1個調(diào)節(jié)級壓力和等級壓力級11個構(gòu)成，調(diào)節(jié)級葉片型式又被稱為三叉三銷聯(lián)體式，沖動式結(jié)構(gòu)強度高；而壓力級葉片材質(zhì)是方鋼，并且同一時間設(shè)置在敬業(yè)持環(huán)上。直槽內(nèi)層隔板是它的根部，并用L型填隙條鎖緊。把直槽附近槽里面放入填隙條，并且用倒T型渦片鎖緊葉片以及葉槽。如果不使用T型渦片，高壓部分會因壓力大，容易使蒸汽泄露，發(fā)生事故。

（2）中壓部分。中壓部分一共有18級，兩部分構(gòu)成。分別由氣缸內(nèi)靜葉片和轉(zhuǎn)子輪上動葉片構(gòu)成，它主要是運用彈簧的作用，實現(xiàn)汽封，這樣就可以使轉(zhuǎn)子和葉片圍帶徑向間隙保持適當(dāng)?shù)木嚯x。

（3）低壓部分。低壓部分主要也是有兩個部分組成，分別是7個等級的相應(yīng)氣缸內(nèi)靜葉片和轉(zhuǎn)子輪上動葉片組成。通流部分的總壓力級數(shù)是28級，運用雙流模式。這一部分主要運用的彈簧汽封方式使小轉(zhuǎn)子與葉片圍帶徑向間隙減小，并且同一時間利用彈簧退讓和撓曲使兩者之間的摩擦力和磨損減小。其中的靜葉片，只有1-5級是由方鋼材質(zhì)銑制制成。

3汽輪機通流部分故障產(chǎn)生的原因

汽輪機通流部分容易發(fā)生突發(fā)性故障和漸變性故障兩種類別的故障。突發(fā)性故障指進氣閥的閥門桿突然斷裂脫落、動葉或者靜葉突然斷裂脫落等等。出現(xiàn)這種情況是因為通流部分的面積突然改變。漸變性故障是指通道結(jié)垢、葉片磨損等現(xiàn)象，出現(xiàn)這種狀況，大多都是因為長期使用汽輪，使汽輪內(nèi)的水汽長時間的浸泡或者蒸汽中的雜質(zhì)長時間的沖擊，造成了水垢堆結(jié)和內(nèi)缸磨損，這是這種長時間使用的現(xiàn)象，形成了漸變性故障。

汽輪機通流部分出現(xiàn)故障的常見現(xiàn)象有兩種。第一種是壓力級發(fā)生故障或軸封磨損。壓力級發(fā)生的故障原因都是因為長時間的使用流通通道導(dǎo)致了大量塵垢，或者是因壓力原因缸內(nèi)葉片發(fā)生斷裂或者脫落。故障發(fā)生的時候，一般是因通道面積改變調(diào)節(jié)級壓力增加，導(dǎo)致部件發(fā)生故障。汽輪機經(jīng)常開關(guān)以及操作不當(dāng)，使軸封激烈碰撞，加大磨損，使徑向間隙增大，導(dǎo)致氣缸漏氣。

第二種是調(diào)節(jié)級與調(diào)節(jié)汽門發(fā)生的故障。這兩處是故障發(fā)生率最高的，因為這兩處在運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生了高壓和高溫，使大多數(shù)的汽輪機焓降落在上面，正是由于它們長時間碰撞，承受高壓，導(dǎo)致時間一長發(fā)生磨損和腐蝕，致使進汽閥門的閥門桿斷裂或者門芯脫落，嚴重的時候葉片斷裂。當(dāng)缸內(nèi)氣流循環(huán)時，汽門與調(diào)節(jié)級被脫落的碎屑沖擊，加重了汽門與調(diào)節(jié)級的磨損，并堵塞通流通道。

由此我們看出，壓力、溫度等因素的變化會導(dǎo)致通流部分發(fā)生故障。而引發(fā)故障的主要原因是調(diào)節(jié)級的作用，如果操作不當(dāng)引起壓力變化，那樣會使閥門斷裂或結(jié)垢，加重通道堵塞，而且壓力使蒸汽改變也會引起通流故障。

4對汽輪機通流部分故障的檢查與診斷

汽輪機故障診斷的方法有很多種，很多時候我們都是根據(jù)汽輪機發(fā)生故障時的特征對故障的性質(zhì)進行確定。

（1）進行現(xiàn)場檢查。當(dāng)汽輪機通流部分出現(xiàn)故障時汽輪機機組的運轉(zhuǎn)下降，根據(jù)這個特征，我們可以判斷出現(xiàn)故障，首要條件就是在現(xiàn)場進行全面的檢查，詳細檢查問題所在。當(dāng)現(xiàn)場檢查不出毛病，就檢查6級高調(diào)門的情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)聲音不正常時，就檢查門前后的壓力。如果是壓力值降低，就確定是門芯掉落造成的故障。

（2）對比熱參數(shù)。汽輪機的各項數(shù)據(jù)進行檢測時，當(dāng)它承受的蒸汽壓力和調(diào)節(jié)壓力有明顯的上升，就可以確定通流部分出現(xiàn)故障。以高調(diào)門全開為前提，最高工況和負荷相同的情況參數(shù)做對比，如果是異物堵塞通道出現(xiàn)問題，那么氣流量和調(diào)節(jié)級壓力下降明顯。

5結(jié)語

從以上分析中了解到，要對汽輪機流通部分的故障進行必要檢修。因為其對汽輪機的正常運轉(zhuǎn)起到重要作用，所以一定要引起一定重視。