火力發(fā)電廠汽機(jī)常見問題及應(yīng)對策略

肖從付

廣州珠江電力有限公司，廣東 廣州 510000

0 引言

汽機(jī)是火力發(fā)電廠的主要設(shè)備，其狀態(tài)對火力發(fā)電廠的安全和經(jīng)濟(jì)運行起著重要作用。機(jī)組長期運行之后，部件磨損、工況的頻繁變化、疲勞損害、流通蒸汽沖擊、潤滑油及控制油的油質(zhì)變化都會對汽機(jī)工作狀態(tài)產(chǎn)生影響，影響汽輪機(jī)組的安全運行。要想維持其正常運行的常態(tài)化和規(guī)范化，保證汽機(jī)可靠運行，就要及時對汽機(jī)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行跟蹤，出現(xiàn)問題及時進(jìn)行檢查分析，采取相應(yīng)處理措施，消除汽機(jī)設(shè)備隱患，為發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)安全運行提供保障。

1 火力發(fā)電廠汽機(jī)常見問題

（1）汽機(jī)葉片損壞問題。汽機(jī)葉片分為動葉片和靜葉片，其中動葉片出現(xiàn)故障的概率較大。發(fā)電廠汽機(jī)轉(zhuǎn)速較高，受到較大離心力作用就會縮減其使用壽命。并且，汽機(jī)蒸汽流速較快，動葉片受到蒸汽沖擊力和往復(fù)振動力也會造成嚴(yán)重的損壞。若是汽機(jī)自身的振動過大，可能會出現(xiàn)葉片斷裂問題。若斷裂的葉片在高中壓缸動靜間隙較小的部位產(chǎn)生碰磨，使動靜部分產(chǎn)生摩擦，輕則局部通流部損壞，重則造成軸系斷裂損壞，造成汽機(jī)設(shè)備重大損失。而且碎片進(jìn)入凝汽器，還會嚴(yán)重影響管束的安全及運行效果，造成不良后果[1]。

（2）軸承振動增大。發(fā)電廠汽機(jī)振動問題較為常見，主要原因如下：①汽機(jī)組轉(zhuǎn)子校正不準(zhǔn)確，使得汽機(jī)的轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡；②潤滑油油質(zhì)不合格，或潤滑油控制參數(shù)不合適，造成軸承油膜振蕩；③汽機(jī)檢修或安裝質(zhì)量不合格，軸承或軸瓦間隙超出標(biāo)準(zhǔn)；④汽機(jī)進(jìn)汽閥門配汽順序不合理，汽機(jī)進(jìn)汽不均造成某段負(fù)荷區(qū)間振動增大；⑤汽機(jī)內(nèi)部部件脫落，造成碰撞或動平衡破壞；⑥汽機(jī)啟動時參數(shù)選擇控制不佳，或正常運行在蒸汽帶水造成水沖擊；⑦汽機(jī)啟動階段加熱不良，汽缸膨脹不均，造成轉(zhuǎn)子中心偏移；⑧啟動或惰走過程中軸系處于臨界轉(zhuǎn)速；⑨發(fā)電機(jī)的影響；⑩汽機(jī)基礎(chǔ)不牢固，等等。在機(jī)組運行中需根據(jù)不同的情況進(jìn)行科學(xué)分析。

（3）汽機(jī)油系統(tǒng)問題。汽機(jī)設(shè)置EH控制油系統(tǒng)和潤滑油系統(tǒng)。EH油為高壓抗燃防爆油，為汽機(jī)DEH系統(tǒng)提供調(diào)節(jié)、遮斷用油，油質(zhì)要求高，油質(zhì)不合格主要是含雜質(zhì)。EH油含雜質(zhì)后會堵塞汽機(jī)調(diào)門伺服閥油口，造成調(diào)門調(diào)節(jié)不暢或失調(diào)。汽機(jī)潤滑油的品質(zhì)參差不齊，軸瓦或者軸頸異常磨損都會對機(jī)組的運行質(zhì)量產(chǎn)生制約作用。潤滑油質(zhì)不合格常常出現(xiàn)油含水量超標(biāo)和油顆粒度招標(biāo)。顆粒度超標(biāo)主要是由運行部件磨損的金屬屑及其他雜質(zhì)造成。油中雜質(zhì)會使旋轉(zhuǎn)部位產(chǎn)生磨損，在油管道節(jié)流孔、閥門等處積聚堵塞油路，減小油流量，降低潤滑和冷卻效果。潤滑油帶水主要是因為汽機(jī)長時間運行，軸封磨損漏汽，水汽從汽機(jī)油封回油檔漏入回油管造成油中含水量超標(biāo)。潤滑油長期帶水會造成油乳化，降低潤滑油黏度，使整個機(jī)組運行質(zhì)量下降。并且，潤滑油含雜質(zhì)多會使汽機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸表面粗糙化，不利于汽機(jī)安全運行[2]。

2 火力發(fā)電廠汽機(jī)問題的應(yīng)對策略

（1）加強(qiáng)汽機(jī)油系統(tǒng)的監(jiān)控。在發(fā)電廠汽機(jī)控制工作中，要將油系統(tǒng)故障問題作為關(guān)鍵，建立完整且有效的控制機(jī)制，利用啟動備用油系統(tǒng)減少運行不暢產(chǎn)生的影響。與此同時，要著重分析和研究油系統(tǒng)故障原因和范圍，確保能制訂更加貼合實際情況的運行控制方案。為了保證汽機(jī)油系統(tǒng)正常工作、機(jī)組安全運行，制訂一系列措施。①根據(jù)油系統(tǒng)保護(hù)設(shè)置，制定潤滑油和EH油的定期試驗和設(shè)備定期輪換運行，包括EH油系統(tǒng)油泵聯(lián)鎖切換試驗、EH油壓低聯(lián)鎖保護(hù)試驗、潤滑油系統(tǒng)油泵聯(lián)鎖試驗、潤滑油壓聯(lián)鎖保護(hù)試驗等。根據(jù)試驗狀況做好記錄跟蹤，若發(fā)現(xiàn)異常，則及時進(jìn)行分析處理。②做好油質(zhì)監(jiān)督跟蹤。對汽機(jī)用油進(jìn)行定期取樣化驗，并跟蹤分析化驗結(jié)果。油質(zhì)不合格時及時采取濾油、換油等措施，保證油質(zhì)合格。③將汽機(jī)油系統(tǒng)所有設(shè)備建立檔案，對檢修和更換的備品備件做到持續(xù)跟蹤，閉環(huán)管理。相關(guān)部門落實好設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化管理機(jī)制，利用停機(jī)或機(jī)組大、小修時對油系統(tǒng)進(jìn)行檢修清理，避免劣質(zhì)油產(chǎn)生的雜質(zhì)對機(jī)組系統(tǒng)管道運行產(chǎn)生影響。④在汽機(jī)機(jī)組穩(wěn)定運行狀態(tài)下，運行人員做好油系統(tǒng)的日常監(jiān)控維護(hù)工作，對油箱底部進(jìn)行定期放水并做好記錄，根據(jù)放水的量優(yōu)化調(diào)節(jié)軸封汽壓力。⑤加強(qiáng)油濾網(wǎng)壓差監(jiān)視，差壓增大時，及時清洗濾網(wǎng)。在汽機(jī)檢修工作中，要利用油循環(huán)處理機(jī)制集中清潔，并且配合油泵的循環(huán)操作工序增添濾網(wǎng)，以便完成雜質(zhì)的過濾處理。相關(guān)人員要及時更換濾網(wǎng)，從而維持應(yīng)用效果，提升發(fā)電廠汽機(jī)運行的水平。

（2）加強(qiáng)葉片質(zhì)量控制。在發(fā)電廠汽機(jī)質(zhì)量管控工作中，要對葉片質(zhì)量予以管理，踐行規(guī)范化管控機(jī)制，正確掌握安裝和質(zhì)量管理機(jī)制，匹配先進(jìn)工藝技術(shù)，提升精確安裝的水平，避免葉片斷裂或損壞。與此同時，要對管道和閥門予以集中檢查，清理調(diào)節(jié)氣門的同時，避免雜物進(jìn)入汽機(jī)葉片區(qū)域?qū)ζ溥\行質(zhì)量效果產(chǎn)生影響；關(guān)注汽機(jī)葉片的金屬狀態(tài)，及時檢查問題，及時落實相應(yīng)的控制措施，確保汽機(jī)葉片的根部位置和根部周圍都能維持牢固性，減少松動問題對其運行質(zhì)量產(chǎn)生的影響。

（3）加強(qiáng)汽機(jī)軸承振動的控制。根據(jù)汽機(jī)振動的原因進(jìn)行分析判斷，制定相應(yīng)策略?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽輪機(jī)振動診斷系統(tǒng)是近年來該領(lǐng)域較為先進(jìn)的研究成果，是一種計算機(jī)信息處理系統(tǒng)。這一系統(tǒng)根據(jù)汽機(jī)振動信號、分析原理方法以及故障特征提取方法構(gòu)建汽輪機(jī)振動故障識別系統(tǒng)，收集汽機(jī)振動信號，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后給出振動類別，從而及時發(fā)現(xiàn)故障趨勢，及時調(diào)整和維修。在運行工作中，為了控制汽機(jī)振動在正常范圍內(nèi)，要落實好以下措施：①控制汽機(jī)潤滑油溫、油壓在正常范圍內(nèi)，且油質(zhì)可靠；②選擇合適的啟動蒸汽參數(shù)，嚴(yán)格控制汽機(jī)加熱暖機(jī)速率，保證足夠的暖機(jī)時間；③正常運行中做好汽溫、汽壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié)，防止參數(shù)大幅波動，防止蒸汽帶水；④汽機(jī)檢修時嚴(yán)控檢修質(zhì)量；⑤汽機(jī)檢修后做好動平衡試驗；⑥對影響汽機(jī)振動的因素做好監(jiān)視調(diào)整，有故障時及時檢修，嚴(yán)控設(shè)備風(fēng)險隱患。

除此之外，要對汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性予以監(jiān)督管理，優(yōu)化汽機(jī)的參數(shù)，結(jié)合電廠汽機(jī)的運行情況分析強(qiáng)度允許條件，并結(jié)合實際工況進(jìn)行汽機(jī)調(diào)控，從而維持應(yīng)用控制的基本水平。同時，調(diào)控汽機(jī)運行方式和結(jié)構(gòu)，在高效運行的同時節(jié)省資源。

3 案例分析

文章以某廠電廠一二期4×320 MW機(jī)組汽機(jī)為例展開分析。機(jī)組為亞臨界、一次中間再熱、單軸雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)，由哈爾濱汽輪機(jī)廠制造。#1、#2軸承為自位式可傾瓦軸承（4瓦塊），#3、#4為自位式2瓦塊可傾瓦軸承、半圓形上半瓦，#5、#6、#7、#8軸承為圓筒形。

（1）事故發(fā)生經(jīng)過。2020年5月，檢查人員按照計劃對#1機(jī)組完成A修，啟動運行正常168 h后汽機(jī)由單閥切至順序閥運行。但是，在2020年9月19日的操作檢查中發(fā)現(xiàn)，閥切換后#1軸承振動偏大，且對應(yīng)的運行參數(shù)大于報警值（見表1）。經(jīng)專業(yè)人員對其故障問題進(jìn)行分析后認(rèn)為，是#1、#2軸承間隙偏大，保持單閥運行振動正常。利用調(diào)峰停機(jī)時進(jìn)行#1、#2軸頂部間隙調(diào)整，開機(jī)后順序閥運行振動正常，但#8瓦溫升高至報警值[3]。

表1 正常運行瓦溫參數(shù)控制

（2）事故原因判定。經(jīng)分析，判斷事故原因為油流量偏小。技術(shù)部門利用長時間調(diào)峰停機(jī)進(jìn)行#8瓦檢查發(fā)現(xiàn)，#8軸承潤滑油進(jìn)油管道及閥門油泥堆積嚴(yán)重，造成進(jìn)油管道部分堵塞，并且潤滑油流量供給不足。

（3）事故處理對策?；趯τ拖到y(tǒng)優(yōu)化方案的落實，檢修人員對進(jìn)油門及部分油管作了清洗處理（見表2）；同時適當(dāng)調(diào)大#8軸承進(jìn)油門開度，對#8軸承下瓦進(jìn)行簡單打磨后復(fù)裝。處理完成后啟動#1機(jī)主機(jī)油系統(tǒng)運行，觀察#8軸承發(fā)現(xiàn)，回油量明顯增加。機(jī)組啟動后#8軸承溫度由檢修前的105 ℃左右降至85 ℃左右。

表2 油系統(tǒng)處理后參數(shù)

由此可見，#1機(jī)#8軸瓦溫度偏高的原因是潤滑油流量偏低。相關(guān)汽機(jī)專業(yè)組將后續(xù)持續(xù)跟蹤觀察瓦溫變化情況，加強(qiáng)監(jiān)督#1機(jī)主機(jī)潤滑油水分、顆粒度等油質(zhì)情況。

4 結(jié)束語

總而言之，在發(fā)電廠汽機(jī)管理工作中，要結(jié)合其實際運行工況落實對應(yīng)工作，及時檢查和監(jiān)督，了解問題后落實相應(yīng)的應(yīng)對策略，充分融合新的操作方案和技術(shù)處理機(jī)制，提升汽機(jī)應(yīng)用效能，減少安全隱患問題造成的經(jīng)濟(jì)損失，為電廠的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。