淺談汽輪機運行中的故障與維護

高明輝

（大唐長春第二熱電有限責(zé)任公司，吉林 長春 130031）

0 前言

火電廠中使用的汽輪機是一種旋轉(zhuǎn)機械，其動力源是蒸汽，工作的時候可以將蒸汽產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為動力機械功，是現(xiàn)階段火力發(fā)電廠中應(yīng)用的最為普遍的原動機。火電廠是一個比較復(fù)雜的工作環(huán)境，涉及到汽輪機、鍋爐、發(fā)電機等等，火電廠是一個故障發(fā)生率比較高的環(huán)境，主要是因為其能量的轉(zhuǎn)換過程涉及到熱能、機械能以及電能等，其次是火電廠設(shè)備與設(shè)備之間需要具備較強的耦合性，整個系統(tǒng)相對比較復(fù)雜，最后是各種設(shè)備均運行在溫度較高、壓力較高以及旋轉(zhuǎn)速度過快等特殊環(huán)境下，一系列因素決定了火電廠是個高故障率的生產(chǎn)環(huán)境，汽輪機最為火電廠的核心組成部分，雖然其具備了高效率、單機功率大等等優(yōu)勢[1]，但是汽輪機在使用的過程中也經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障，必然會影響火電廠的工作效率，本課題具體的研究對象便是火電廠汽輪機常見的故障，并針對故障給出了對應(yīng)的維護措施。

1 火電廠汽輪機常見故障

1.1 汽封片故障

為了避免火電廠汽輪機發(fā)生空氣漏入或者蒸汽泄漏的問題出現(xiàn)，汽輪機需要配備密封性能好的裝置，該裝置稱之為汽封。汽輪機中的汽封片一旦出現(xiàn)故障，比如汽封片出現(xiàn)變形或者損壞等現(xiàn)象，便會直接造成汽機內(nèi)形成的蒸汽泄漏，氣輪機出力降低等致命問題。

1.2 汽輪機鹽垢故障

汽輪機鹽垢故障也是最為常見的故障之一，通常情況下是由于設(shè)備出現(xiàn)故障或者水質(zhì)比較差等原因造成的，但是由于各個單位在水質(zhì)問題的上嚴格把關(guān)，是的水質(zhì)非常好，因此可以排除水質(zhì)比較差原因。那么汽輪機鹽垢故障的原因只有一個，那就是設(shè)備出現(xiàn)故障，那么是那個階段的設(shè)備出現(xiàn)故障呢？鍋爐產(chǎn)汽大體流程如下：來自于汽包的飽和蒸汽經(jīng)過低溫段過熱器、減溫器、高溫段過熱器、過熱器集箱以及主蒸汽管之后，最后被供汽至汽輪機，產(chǎn)汽過程由于其特殊性，因此是在一個完全密封的環(huán)境中進行的，減溫器是通過給水方式實現(xiàn)減溫效果的，通常采用的是表面式減溫器，這樣便可以確保給水和蒸汽永遠不能互相接觸，當(dāng)減溫器的減溫水管出現(xiàn)穿孔內(nèi)漏故障時候，則表面式減溫器就轉(zhuǎn)變成為了一種淋式減溫器，這樣減溫水便會滲漏到蒸汽中，隨著減溫水隨著溫度的升高而被汽化，減溫水中所含有的鹽分便加入到了蒸汽中，破壞了蒸汽的固有屬性，并且，蒸汽中的含鹽量會逐漸增加，汽輪機產(chǎn)生的蒸汽將不在純凈。

1.3 汽輪機嚴重超速故障

汽輪機嚴重超速具體指的是其轉(zhuǎn)速超過了危急保安器動作的轉(zhuǎn)速并且呈現(xiàn)出不斷攀升的趨勢。通常情況下只有汽輪發(fā)電機與系統(tǒng)解列或者在運行過程總出現(xiàn)甩負荷的情況下才會發(fā)生汽輪機嚴重超速故障，造成汽輪機嚴重超速故障的原因主要有設(shè)備出現(xiàn)故障，保護、調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

1.4 汽輪機進水故障

汽輪機進水故障是常見故障之一，出現(xiàn)汽輪機進水故障的原因是汽輪發(fā)電機組中的進汽溫度出現(xiàn)驟降現(xiàn)象并且下降到一定范圍內(nèi)，此時，進入汽輪機的汽會攜帶大量的水。汽輪機出現(xiàn)進水故障時候會出現(xiàn)以下現(xiàn)象：單機運行時電壓出現(xiàn)下降現(xiàn)象，單機運行時頻率出現(xiàn)下降現(xiàn)象，并列運行時出現(xiàn)出力明顯降低現(xiàn)象，水的沖擊有的時候會造成汽輪葉片折斷以及增加軸向推力等問題，更為嚴重的是會溶化推力軸承的軸瓦鎢金，進一步導(dǎo)致通流部分出現(xiàn)碰撞或者磨損嚴重等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象的出現(xiàn)通常是因為鍋爐運行出現(xiàn)故障，導(dǎo)致其不能正常運行，鍋爐汽溫溫度過低、鍋爐汽包中水過滿、人工沒有按照正常操作流程調(diào)整減溫器都是運行不正常原因。

1.5 軸封汽溫度過低故障

軸封蒸汽由于直接接觸汽輪機大軸，導(dǎo)致大軸的伸縮直接受到軸封汽溫度的影響，當(dāng)汽輪機進行熱態(tài)啟動或者運行比較穩(wěn)定的時候，其相應(yīng)轉(zhuǎn)子的溫度會比較高，一旦軸封汽溫度出現(xiàn)過低現(xiàn)象，大量的低溫蒸汽便會通過軸封而進入到汽缸中，不僅能夠引起轉(zhuǎn)子上面較大的熱應(yīng)力，還能造成前段軸封大軸由于溫度過低而出現(xiàn)急劇冷卻收縮現(xiàn)象，一旦收縮量超過一定限值，前機節(jié)動靜部分很可能產(chǎn)生不必要的摩擦，進入會導(dǎo)致相對位移發(fā)生變化，其危害性是非常巨大的。

2 火電廠汽輪機常見故障維護措施

2.1 隱藏自身位置汽封片故障維護措施

汽封片故障不然忽視，需要根據(jù)具體的汽封片故障作對應(yīng)的處理措施，當(dāng)隔板汽封片出現(xiàn)故障的時候，通常情況的解決方案是更換一片新的隔板汽封片[2]。轉(zhuǎn)子汽封片出現(xiàn)故障通常是由于金屬塊雜物不慎墜入所造成的，墜入的金屬塊雜物分為兩種，一種是內(nèi)部件損壞脫落的，一種是故障檢修時不小心滑落的，因此，要防止轉(zhuǎn)子汽封片出現(xiàn)故障，必須確保在故障檢修的時候不會出現(xiàn)金屬塊雜物掉落問題，同時各零部件的檢修工作要細致、全面，避免出現(xiàn)任何的質(zhì)量缺陷問題。此外，必須注意汽封片的日常維護，一旦出現(xiàn)異常必須立刻停機進行全面檢修，維護保養(yǎng)工作至關(guān)重要。

2.2 汽輪機鹽垢故障維護措施

為了避免蒸汽中鹽分的過渡增加，各個部門不僅需要嚴格把控水的質(zhì)量，還要時刻檢測過熱蒸汽以及飽和蒸汽中的含鹽量，汽輪機工作運行正常時，過熱蒸汽中的含鹽量略低于或者相當(dāng)于飽和蒸汽中的含鹽量，一旦減溫器的減溫水管出現(xiàn)穿孔內(nèi)漏，過熱蒸汽中的含鹽量要高于飽和蒸汽中的含鹽量。根據(jù)汽輪機汽缸是否拆開，隔板以及轉(zhuǎn)子等是否吊出，通常情況下將維護措施分為下面兩種：汽輪機汽缸拆開，隔板以及轉(zhuǎn)子等吊出情況下，通常采取手工除垢或者噴砂處理等維護措施，如果鹽垢處理失敗，則用軟水清洗鹽垢；汽輪機汽缸未拆開，隔板以及轉(zhuǎn)子等未吊出情況下，通常采取下面的措施進行清理，軟水沖洗清除，檸檬酸溶液清洗清除，清洗工作完成之后，打開全部的疏水門，是的汽缸內(nèi)的全部積水排除干凈，接下來將臨時措施全部拆除，將系統(tǒng)復(fù)位初始化，鹽垢清理工作結(jié)束之后如果長時間進入停機狀態(tài)或者打開汽缸對內(nèi)部進行詳細的檢查，則需要進行鈍化處理，為了防止處理過程中水泵產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，藥箱的位置必須要高于水泵至少1m。

2.3 汽輪機嚴重超速故障維護措施

汽輪機嚴重超速通常會伴隨一系列現(xiàn)象出現(xiàn)，比如：汽輪機轉(zhuǎn)動的生意出現(xiàn)異常，頻率表以及轉(zhuǎn)速表上指針指示超過設(shè)定的上限值并且呈現(xiàn)出逐漸遞增的趨勢，機組振動明顯增大，調(diào)速油壓增加速度過快等。當(dāng)汽輪機嚴重超速故障發(fā)生的時候，必須立刻以手動方式解除危急保安器真空狀態(tài)，并同時立刻關(guān)閉機器并且仔細檢修調(diào)速汽門，將進汽的汽源關(guān)閉。

2.4 汽輪機進水故障維護措施

當(dāng)汽輪機出現(xiàn)進水故障時候，必須立刻采取強制措施停機，并且將真空進行認為破壞，將汽輪機本體以及新蒸汽管道中的所有的輸入門全部打開，與此同時要檢查回油的溫度以及推力軸承鎢金的溫度，惰走時真空的變化情況以及惰走時間必須正確記錄在案，并且要仔細傾聽惰走時候汽輪機內(nèi)部的聲響，此外，還需要準確測量軸向位移的數(shù)值，惰走過程中如果沒有出現(xiàn)任何異常現(xiàn)象，一切均正常，則汽輪機在稍后便可以啟動。如果啟動過程中出現(xiàn)一系列異常聲音，比如碰撞聲、摩擦聲，則汽輪機必須立即停止，等待汽輪機完全停止之后，對其進行全方位的檢修。

2.5 軸封汽溫度過低故障維護措施

當(dāng)火電廠采用軸封汽供汽的時候，暖管疏水工作必須充分，要一定確保金屬溫度與軸封蒸汽溫度相互匹配，要有一定的過熱度。

3 總結(jié)

通過前面的研究，為了避免火電廠汽輪機出現(xiàn)故障，一定要養(yǎng)成好的日常的運行、檢修習(xí)慣，技術(shù)要不斷深入研究，在可能的將設(shè)備檢修時間降低到最低，將電力企業(yè)的因設(shè)備故障造成的損失降低到最低，此外，火電廠汽輪機運行、檢修工作要與時俱進，不僅要學(xué)習(xí)同行的先進經(jīng)驗，還要引進先進的設(shè)備以及技術(shù)，盡最大努力提高各個發(fā)電廠的效益。

［1］徐勇.汽輪機設(shè)備的故障特征及改進方案研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010(07).

［2］楊光輝.論熱電力建設(shè)中汽輪機故障及其檢修[J].中國科技縱橫，2010，23.