發(fā)電廠汽輪機(jī)的常見問題以及其有效檢修方法探討

摘要：氣缸和轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)機(jī)組的重要組成部分。氣缸的膨脹不暢和轉(zhuǎn)子故障是發(fā)電廠汽輪機(jī)的常見問題。對(duì)這些常見問題進(jìn)行分析和探討，總結(jié)對(duì)這些問題的解決措施對(duì)汽輪機(jī)的日常維護(hù)具有重要的意義。本文著重分析了汽輪機(jī)汽缸膨脹不暢和轉(zhuǎn)子故障的原因，并提出相應(yīng)的檢修方法和改善措施。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī) 膨脹不暢 轉(zhuǎn)子 主要原因 改善建議

汽輪機(jī)是發(fā)電廠的重要機(jī)組部件之一，對(duì)其進(jìn)行日常維護(hù)、消除故障直接關(guān)系到電廠的正常工作狀態(tài)。機(jī)組的振動(dòng)異常是大部分汽輪機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障的表現(xiàn)。從振動(dòng)的相位和幅度來說，機(jī)組的振動(dòng)異常可以分為機(jī)組普通強(qiáng)迫振動(dòng)和非正常的強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)。相比機(jī)組的普通強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)，非正常的強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)成因更為復(fù)雜，檢修難度更大。氣缸膨脹不暢和轉(zhuǎn)子故障是造成非正常的強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)的主要原因。

1 發(fā)電廠汽輪機(jī)的常見問題

1.1 氣缸的膨脹不暢 汽缸的膨脹不暢是我國發(fā)電廠汽輪機(jī)常見的問題之一。中間再熱凝汽式的汽輪機(jī)在中國發(fā)電廠的使用率非常高，但是容易產(chǎn)生汽缸膨脹不暢的問題。這種汽輪機(jī)自使用以后都會(huì)出現(xiàn)膨脹不暢的現(xiàn)象并且次數(shù)會(huì)不斷增加，情況會(huì)不斷惡化，最后會(huì)引發(fā)缸體變形、暖機(jī)時(shí)間不斷延長的不利后果。

滑銷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)模式和運(yùn)行方式出現(xiàn)問題是導(dǎo)致氣缸膨脹不暢的主要原因。從設(shè)計(jì)模式來說，潤滑油槽路線的設(shè)計(jì)、軸承座和缸體間的推拉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理都有可能導(dǎo)致氣缸膨脹不暢。從運(yùn)行方式來說，在安裝時(shí)有不明物質(zhì)進(jìn)入槽內(nèi)、長時(shí)間的使用和多次的維修、各部門間的間隙不適當(dāng)?shù)仍蚨紩?huì)使滑銷系統(tǒng)出現(xiàn)卡澀并最終導(dǎo)致氣缸膨脹。

1.2 轉(zhuǎn)子發(fā)生故障 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子故障是引起機(jī)組異常振動(dòng)的主要原因之一。轉(zhuǎn)子故障包括轉(zhuǎn)子裂紋和轉(zhuǎn)子熱變形。在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速的運(yùn)行環(huán)境下，由于材料固有的內(nèi)部缺陷，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間過長就會(huì)容易變形和產(chǎn)生裂紋。作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件，產(chǎn)生裂紋和發(fā)生變形的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子沒有及時(shí)更換會(huì)最終影響到機(jī)組運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和安全性。

在機(jī)組運(yùn)行過程中，由于轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱應(yīng)力和熱變形引起了轉(zhuǎn)子材料的金屬疲勞損傷。當(dāng)熱應(yīng)力超出了一定限度就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)變形，一旦超出了材料的屈服極限就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)裂紋。導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)裂紋和變形的原因有很多，比如機(jī)組啟動(dòng)、停止時(shí)操作出現(xiàn)失誤，造成熱應(yīng)力偏大；在機(jī)組溫度高的時(shí)候?qū)ζ啓C(jī)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，在內(nèi)外高溫低溫相互作用產(chǎn)生嚴(yán)重的熱變形等。

2 發(fā)電廠汽輪機(jī)常見問題的檢修方法

2.1 氣缸的膨脹不暢的檢修方法 汽缸是汽輪機(jī)組最重要的部件之一，其內(nèi)部構(gòu)件主要包括靜葉柵、轉(zhuǎn)子、隔板等。在對(duì)氣缸進(jìn)行檢修時(shí)，首先應(yīng)該了解故障原因，然后針對(duì)產(chǎn)生汽缸膨脹不暢的不同原因，從實(shí)際出發(fā)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行改善。第一，針對(duì)潤滑油槽過長、彎度過多的問題，要及時(shí)處理被潤滑油侵蝕的接觸面，改進(jìn)潤滑油槽路線。改進(jìn)潤滑油槽路線時(shí)，由于原有的油槽路線不能改動(dòng)，可將原有的過長的彎曲度過多的油槽路線堵死，開辟出新的潤滑油槽路線。考慮到更換潤滑油的便利性，可在軸承座側(cè)面適當(dāng)增加加油孔和排油孔以便注排油。第二，針對(duì)缸體與軸承座間的推拉結(jié)構(gòu)不合理的問題，可以采取適當(dāng)增大汽缸貓爪與軸承座的接觸面積、轉(zhuǎn)移軸承座與高壓缸之間的推力點(diǎn)的方法進(jìn)行解決。汽缸內(nèi)的貓爪是氣缸傳遞膨脹和收縮信息的主要途徑。增大氣缸貓爪與軸承座的接粗面積、將軸承座與高壓鍋之間的推力點(diǎn)轉(zhuǎn)移到推拉梁上，有利于氣缸膨脹時(shí)的通暢性。而且這樣一來，還能夠使氣缸膨脹壓力得到緩解，摩擦次數(shù)得以減少，進(jìn)一步改善汽缸膨脹不暢的狀況。第三，要重視消除滑銷系統(tǒng)卡澀的工作。首先，要定期消除軸承座銷槽內(nèi)的鐵銹和表面的毛刺。其次，軸承座與基礎(chǔ)臺(tái)板的配合程度要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行，在選購縱銷和銷槽材料時(shí)要注意嚴(yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)購買質(zhì)量過關(guān)的材料，提高其使用壽命，避免產(chǎn)生毛刺。最后，調(diào)整滑銷系統(tǒng)各部門之間的間隙度，避免軸封漏入槽內(nèi)引發(fā)生銹，減少摩擦次數(shù)。

2.2 轉(zhuǎn)子故障的檢修方法 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在汽輪機(jī)中的地位非常重要，應(yīng)當(dāng)重視對(duì)轉(zhuǎn)子的檢修。在對(duì)轉(zhuǎn)子檢修時(shí)，首先要對(duì)轉(zhuǎn)子的位置進(jìn)行標(biāo)記，認(rèn)真記錄有關(guān)數(shù)據(jù)，并與上次記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確保測量的軸頸揚(yáng)度在規(guī)定的范圍內(nèi)。其次，要用千分尺對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)行中晃度進(jìn)行測量，并與之前記錄的讀數(shù)相比較，觀察是否一致。然后是用契型塞尺測量汽缸結(jié)合面的兩邊的汽輪機(jī)動(dòng)靜葉間隙。最后是拆除汽輪機(jī)聯(lián)軸器螺栓，將轉(zhuǎn)子吊出，清理動(dòng)葉片，檢修葉片、葉輪，檢查推力盤和軸頸。

轉(zhuǎn)子發(fā)生裂紋、熱變形會(huì)對(duì)機(jī)組的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響，所以在運(yùn)行、維護(hù)時(shí)要加大對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的關(guān)注力度。在機(jī)組的日常運(yùn)行中，操作人員要嚴(yán)格按照步驟進(jìn)行操作。轉(zhuǎn)子組出現(xiàn)故障后，管理維修人員要進(jìn)行仔細(xì)的檢修，仔細(xì)分析其原因，防止危害后果擴(kuò)大，盡量減少由此引起的損失。

3 結(jié)束語

由以上分析可以看出，汽輪機(jī)的氣缸膨脹不暢和轉(zhuǎn)子發(fā)生裂紋帶來的危害是非常嚴(yán)重的。因此，要重視對(duì)汽輪機(jī)的日常檢查和維護(hù)工作，要定時(shí)檢查氣缸和轉(zhuǎn)子，及時(shí)更換變形、損壞的部件、定期清洗機(jī)組的相關(guān)系統(tǒng)，盡量減少汽輪機(jī)出現(xiàn)故障的次數(shù)，提高汽輪機(jī)的使用壽命。

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作者簡介：徐西銀（1974-），山東萊蕪人，本科，工程師，維護(hù)部汽機(jī)專工，研究方向：汽輪機(jī)運(yùn)行和檢修。