汽輪機(jī)本體常見故障及處理

皮曉南

摘 要：現(xiàn)階段，隨著我國社會的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，我國各個領(lǐng)域均得到了很好的發(fā)展。電力發(fā)電的主要來源之一就是汽輪機(jī)，該設(shè)備也常用作發(fā)電能源轉(zhuǎn)換器。通常情況下，汽輪機(jī)的連續(xù)運(yùn)行都是在高轉(zhuǎn)速、高壓以及高溫狀態(tài)下完成的，一旦出現(xiàn)過長時(shí)間運(yùn)作，將會造成設(shè)備故障問題的發(fā)生，因此，對汽輪機(jī)的檢修需要關(guān)注。對多發(fā)的汽輪機(jī)故障進(jìn)行闡述分析，對其有關(guān)的檢修手段和措施進(jìn)行詳細(xì)介紹，為人們提供可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)本體;常見故障;處理

引言

火電是中國電力能源的主要供應(yīng)方式，而汽輪機(jī)組作為火電生產(chǎn)中所必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行質(zhì)效將對火電的正常生產(chǎn)和運(yùn)行產(chǎn)生直接影響，做好汽輪機(jī)的檢修管理工作對保障火電企業(yè)的生產(chǎn)效益至關(guān)重要。在汽輪機(jī)的日常運(yùn)行實(shí)踐中，本體較易發(fā)生各類機(jī)械故障，針對這些故障的特點(diǎn)和類型，應(yīng)積極采取處理措施加以解決，這也是保障火電正常生產(chǎn)和運(yùn)行的關(guān)鍵舉措，必須得到足夠的重視。本文對汽輪機(jī)本體的常見故障進(jìn)行了分析，并就如何解決這些故障的處理對策進(jìn)行了探討，希望對業(yè)內(nèi)同仁可以起到一定的參考和借鑒作用。

1汽輪機(jī)工作原理與結(jié)構(gòu)

汽輪機(jī)是熱力原動機(jī)的一種，它主要依靠蒸汽動力運(yùn)行，具有大功率、高效率、損耗低和運(yùn)行相對較安全等優(yōu)勢。同時(shí)，汽輪機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生的噪音和振動也比較小，其運(yùn)行維護(hù)難度較低，受到了火電企業(yè)的廣泛青睞。汽輪機(jī)工作是通過將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的方式實(shí)現(xiàn)的，蒸汽會通過噴嘴、動葉等結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。常見的汽輪機(jī)主要可以分為沖動式和反動式兩種。前者運(yùn)行中，蒸汽通過在噴嘴中膨脹，會使得壓力和速度均發(fā)生改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動能轉(zhuǎn)換，利用高速氣流帶動動葉片方向改變來實(shí)現(xiàn)做功;后者是利用葉輪的前、后壓差來產(chǎn)生軸向推力，然后在配合平衡活塞等實(shí)現(xiàn)軸向推力平衡。對于汽輪機(jī)而言，其結(jié)構(gòu)主要可以劃分為以下三個主要部分：第一，本體。本體由氣缸、噴嘴等靜體部分和葉輪、葉片等轉(zhuǎn)子部分構(gòu)成。第二，調(diào)節(jié)保安裝置。第三，輔助設(shè)備。本文將重點(diǎn)對本體的常見故障及其處理對策進(jìn)行詳細(xì)探討。

2汽輪機(jī)本體常見故障

2.1振動異常

汽輪機(jī)產(chǎn)生故障原因較多，例如不達(dá)標(biāo)的軸承座安裝、軸承精度以及轉(zhuǎn)子質(zhì)量，還有就是不精準(zhǔn)的滑銷縫隙掌控等。（1）產(chǎn)生轉(zhuǎn)子質(zhì)量差異的主要因素就是無法達(dá)到轉(zhuǎn)子平衡，轉(zhuǎn)動過程所產(chǎn)生的離心力，使得機(jī)體產(chǎn)生一定振動。由此可看出，解決故障的關(guān)鍵就是離心力。（2）通常情況下，可傾瓦式轉(zhuǎn)子軸承是安裝軸承的最佳選擇，主要因?yàn)樵谑褂眠^程當(dāng)中，該類軸承有著極高的穩(wěn)定性，有助于防范油膜的顫動。并且它還能夠通過輕松擺動吸收振動能力，從而有效提升設(shè)備靈活度。若在安裝過程當(dāng)中，無法精準(zhǔn)控制軸承蓋與軸瓦的安裝，將會使預(yù)緊力產(chǎn)生巨大變化，當(dāng)預(yù)緊力過大時(shí)，會造成接觸應(yīng)力提升，進(jìn)而使得零部件變形;當(dāng)預(yù)緊力過小時(shí)，將無法使軸承蓋與軸瓦緊密接觸，使得振動無法產(chǎn)生。（3）之所以產(chǎn)生軸承座安裝問題，主要是因未能將其受力中心與幾何中心進(jìn)行疊加，此現(xiàn)象使得軸承產(chǎn)生了整體的震動現(xiàn)象。（4）滑銷系統(tǒng)主要作用于汽輪機(jī)缸體，用其減少來自膨脹水蒸汽的影響，若其縫隙無法滿足要求，將會使得缸體受到來自水蒸氣的多方面外力，致使中心偏移，進(jìn)而造成振動產(chǎn)生。

2.2葉片蝕損

葉片損耗同樣也是汽輪機(jī)的常見故障之一，其本質(zhì)因素是機(jī)體運(yùn)行階段導(dǎo)致零部件磨損或者漏水等問題。以末級長葉片為例，它屬于汽輪機(jī)體的重要零部件，能夠有效提升機(jī)體的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，其外在表現(xiàn)形式為依靠蒸汽、振動等作用力損耗葉片。因此，可知葉片蝕損主要源自化學(xué)因素以及蒸汽因素，在腐蝕條件下主要損害機(jī)體。同時(shí)，維修人員經(jīng)常重點(diǎn)檢查機(jī)體外觀的受損情況，并未注意末級長葉片等部件，而且機(jī)體的輸水系統(tǒng)與葉片磨損關(guān)系密切，維修人員也經(jīng)常忽略此部位是否發(fā)生堵塞，從而導(dǎo)致隱患無法及時(shí)解決。此外，葉片損耗會導(dǎo)致后期機(jī)體運(yùn)行的氣流不穩(wěn)定，可能產(chǎn)生氣流激陣，引發(fā)振動故障。

2.3汽輪機(jī)膨脹不暢故障

汽輪機(jī)膨脹不均勻，通常是由于汽缸膨脹受阻或加熱不均勻造成的。這將會引起軸承的位置和標(biāo)高發(fā)生變化，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子中心發(fā)生變化。同時(shí)還會減弱軸承的支撐剛度，改變軸承的載荷，尤其在開停機(jī)階段容易出現(xiàn)汽缸死點(diǎn)處的兩只軸瓦標(biāo)高一個上抬另一個下降，溫度發(fā)生明顯變化，有時(shí)還會引起動靜部分的摩擦，造成機(jī)組振動超標(biāo)。

3汽輪機(jī)本體常見故障的處理措施

3.1解決振動異常的對策

考慮到造成汽輪機(jī)本體出現(xiàn)振動異常的因素有很多，所以在處理異常振動時(shí)，需要從多個方面進(jìn)行分析，找準(zhǔn)導(dǎo)致振動異常的原因，并采取相應(yīng)的解決措施。在對機(jī)組進(jìn)行檢查的過程中，要重視發(fā)現(xiàn)振動異常情況并進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，制作不同能量下的汽輪機(jī)工作圖表。如果識別出導(dǎo)致振動異常的原因?yàn)闅饬骷ふ?，那么就?yīng)根據(jù)對圖表的分析和觀察，在實(shí)際運(yùn)行中盡量避免造成激振的能量。如果振動異常是由于轉(zhuǎn)子長時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致的，那么就需要及時(shí)對轉(zhuǎn)子進(jìn)行修復(fù)，并在日常運(yùn)行中強(qiáng)化對轉(zhuǎn)子溫度的控制，從而盡量降低轉(zhuǎn)子出現(xiàn)變形的概率。

3.2防止葉片受損方法

葉片損耗的起因主要是汽輪機(jī)高強(qiáng)度運(yùn)行以及內(nèi)部零部件相互摩擦導(dǎo)致，因此，機(jī)器的設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)改善機(jī)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，優(yōu)化機(jī)器的內(nèi)部輸水系統(tǒng)以及其他結(jié)構(gòu)，解決輸水系統(tǒng)堵塞問題，提高汽輪機(jī)的運(yùn)行效率。具體而言，首先，設(shè)計(jì)人員可以創(chuàng)建多個輸水點(diǎn)，降低末級長葉片受損幾率;其次，維修人員應(yīng)加強(qiáng)對末級長葉片的保護(hù)意識，加大對末級長葉片的檢查次數(shù)以及力度，避免其由于輸水系統(tǒng)堵塞而損壞;最后，汽輪機(jī)在低參數(shù)、低負(fù)荷條件下工作時(shí)，施工人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)開啟抽汽管道的疏水閥，便于清理排放管道中的水分。

3.3膨脹不暢故障的探討對策

長軸系汽輪機(jī)尤其是針對四缸四排汽機(jī)組，膨脹不暢往往發(fā)生在中壓缸較多，汽缸的死點(diǎn)在中低壓之間的#3軸承座，轉(zhuǎn)子的死點(diǎn)在推力瓦，機(jī)組開機(jī)階段會出現(xiàn)轉(zhuǎn)子膨脹快而汽缸膨脹慢，膨脹不暢導(dǎo)致汽缸受阻?？梢栽跈z修中清理更換軸承箱下部的臺板潤滑脂，檢查滑銷系統(tǒng)間隙，避免出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。機(jī)組改造時(shí)將軸承箱下部的臺板改進(jìn)，選用先進(jìn)的自潤滑材料戴維斯合金，作為軸承箱與臺板間自潤滑墊片，減小軸承箱與臺板間摩擦系數(shù)。開機(jī)時(shí)采用中壓缸啟動，使中壓缸先膨脹，增大汽缸自身膨脹推力。

結(jié)語

降低汽輪機(jī)出現(xiàn)故障的概率是確?；痣姀S能夠正常運(yùn)行的基本保障，而檢修人員對故障與零部件的了解情況直接關(guān)乎檢修工作的效率與質(zhì)量。所以檢修人員具有的專業(yè)知識、技能與經(jīng)驗(yàn)在火電廠運(yùn)行的過程中發(fā)揮著重要的作用，對此，應(yīng)加強(qiáng)其專業(yè)知識的培養(yǎng)，以便于在短時(shí)間將故障找出并排除，確保汽輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，令其應(yīng)用效率得到提升，從而推進(jìn)我國電力發(fā)展。

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