關于汽輪機的常見故障及對策思考

林順平

摘 要：發電廠發電系統正常工作的核心部件是汽輪機，因此汽輪機是否平穩工作對發電廠的安全穩定運行有著關鍵的影響。因為汽輪機本身的結構比較復雜，所以使得平時的使用、保養和維修進行起來比較困難，而汽輪機運作的經濟性、可靠性、安全性一直是人們所關注的話題。汽輪機在運行的過程中如果出現了問題，不加以維修的話會直接影響汽輪機的使用壽命與經濟效應。文章主要通過對汽輪機常見的故障進行闡述，并對排除汽輪機常見故障進行理論分析研究，最后提出合理的解決措施，以期對同行提供參考。

關鍵詞：汽輪機；常見故障；理論分析

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）12-0094-01

隨著經濟的快速發展，國家各行各業對電力的需求也日益增加，對電力行業的安全檢測也提出更加嚴格的要求，傳統的汽輪機故障檢測技術和維修技術已經難以滿足當前電力行業發展的需要，這務必需要更加先進的故障檢測、排除技術，汽輪機的發展在某種程度上直接關乎整個國民經濟的發展。在現代化電廠運行管理中，電廠設備運行是以汽輪機組為中心的，汽輪機的運行是否正常，直接關系到電廠的發電能力。如何針對電廠汽輪機常見故障開展設備的管理與控制，以及降低設備故障對電廠經濟效益的影響，已經成為電廠電力供應急需解決的問題。

1 汽輪機的常見故障類型

在汽輪機的運行過程中，高溫高壓的蒸汽進入汽輪機會做功，不管是制作工藝、基建或者后期保養管理不善導致的基礎固定不良好、轉子軸心不平衡還是運行調整不利或者設備異常導致的工況異常，隨之出現的大部分故障都會引起機組的異常振動。經過觀察機組振動的現象，汽輪機的故障類型主要有如下幾點。

1.1 機組非正常的強迫運動

其主要表現有：①聯軸的螺栓松動，主要是由于汽輪機的晃動、振動或者是承載的負荷過大；②氣缸的膨脹不暢，一般是由于定速后軸承座的振動增大，這種現象發生于氣缸漲差和氣缸蓋的膨脹式密切相關的；③汽輪機子受熱彎曲，導致這一情形主要是由于轉子的溫度和振動為滿足轉子的正常需要；④裂紋轉子的失衡導致其本身的晃度與振幅經常性的增大；⑤汽輪機中心孔進油，這主要是由于轉子的振動幅度加大溫度上升后，導致振動的頻率也加大，因此進油量變多；⑥勵磁電流與振動二者同時作用使得發電機熱彎曲；⑦軸承與主軸的二者的動靜摩擦，通過觀察可以看到振動波動呈現發散式，然而這種振動跟整個汽輪機承載的負荷沒有聯系。

1.2 機組正常的強迫運動

其主要表現有：①汽輪機的剛度下降，落地軸承結合面差別震動大；②共振現象，汽輪機的轉速快要達到1 600 轉/min時，將出現軸承座的振動上升加速狀態；③汽輪機轉子不中對導致其晃動程度特別大。

1.3 汽輪機自激振動，即汽輪機在運作中自身引起的

振動

其主要表現：一方面，汽輪機在高負荷的運行過程中，高壓轉子的氣流收到外界激振；另一方面，氣缸蓋的膨脹和不正常的氣缸漲差導致油膜震蕩。特別是近年來，汽輪機通流部分由于結垢，汽流通過了隔板及葉片時壓降增加，使之負荷加大導致振動異常的事件也越來越多。

2 汽輪機故障排除的理論分析

應用設備診斷技術，全面了解設備運行的狀態，及時發現故障存在的部位與原因，利用科學的分析，采取相應的對策，就可以避免發生重大事故，減少不必要的經濟損失，常見的方法有。

2.1 傳統方法

人們通過直接觸摸機械設備感知機器的溫度和振動幅度，通過聽覺感知機械的聲音，憑借豐富的工作經驗來檢測汽輪機發生故障的部位，期間他們一般會用到聽棒來感知轉子和軸承的運行現狀。

2.2 振動分析法

人們一般通過頻譜分析、小波分析和時域分析來尋找振動的狀態。①頻譜分析法通過變換將復雜的信號分成簡單的信號，從時域再轉換成頻域，最后綜合在一起進行分析。例如吳峰崎等對轉子故障所產生的聲信號進行三維譜特性分析，總結了故障信號和對應聲譜特征，經過試驗驗證該轉子故障診斷的可行性；②小波分析法師基于傅里葉變換而發展的又一新的數學方法，它在振動信號處理方面可用于信號降噪與特征的提取，有人采用小波分析法對汽輪發電機組的振動信號進行相關頻帶能量特征提取，通過對能量統計棒圖進行參考，分析出試驗汽輪機發電機組出現了低壓缸轉子對中不良，聯軸器發生松動的故障；段晨東等研究了第二代小波變換在轉子碰撞故障特征提取中的應用，采用了提升模式經過分解、預測、更新以及合成四個步驟構造第二代小波，第二代小波不使用Fourier變換，在時域內完成計算，可以獲取時頻局部化特征；梁霖等提出了一種基于小波-奇異值分解的故障特征提取方法，利用小波變換將信號中的多種特征分量分解到用小波系數表示的時頻空間，再用奇異值特征分量分解到正交子空間中，經過對特征子空間有選擇的重構實現故障特征的提取；③時域分析法師在時域范圍觀察振動信號的幅值特征、周期性、隨機性以及計算統計特征參數，結合時序分解與變換算法可以獲得時間序列的局部性特征及隱含特征，根據這些特征參數來判斷齒輪不同故障狀態的指標，分析正常、齒面磨損以及輪齒斷裂的情況。

3 汽輪機主要部件的檢修應注意的問題

氣缸是汽輪機重要的組成部分，有上下兩個缸體，主要是由靜葉柵、隔板和轉子構成。然而里面的真空層能夠對空氣的滲入起到一點的阻止作用，這樣一來汽輪機的可靠性和安全性大大提升了，檢修氣缸，可以從以下幾個方面來進行：

①拆除儀表。主要分為兩個環節，第一是要拆掉化裝板支架上的所有連接螺絲，其間必須讓支架、壓條、螺栓不會受到破壞，可以使所有化裝板吊去，而且化裝板上的噴漆也要保護好；第二就是標記號化裝板上的裝配序號，還要將拆下來的零件放置好以免遺失，方便接下來的重裝；②等氣缸上缸的溫度降到120 ℃之后拆卸汽輪機的保溫層。拆除調速氣門上的所有三角架螺栓，用定位鞘，調走三腳架，卸掉氣缸前后左右的法蘭螺栓，切忌將螺栓彎曲、蠕伸、亂扣；③平滑安裝導管，在倒桿上抹上透平油，對角進行安裝。除此之外，必須同時觀察氣缸的結合面和氣缸的變形狀態，且還需測量縱向水平的氣缸水平中分面；④經各個重要的部件檢修后，對汽輪機的本體部分進行組裝，堵住每個配合面的空洞，記錄完后把封貼貼好。

汽輪機的轉子是汽輪機的傳動部位，對整個機子的運行起著不可替代的作用，其檢修的方法是：

①標記號轉子的位置，將水平儀放在軸頸的中央，仔細記錄下軸向的水平度，與之前所做的記錄進行對比，保證測量軸頸的揚度在一定范圍之中；②檢查千分表的準確度，確保無誤后，巧妙使用千分表測量轉子在運作的過程中的晃度，記錄下來再與之前讀數進行對比，看是否保持一致，如果比較后發現而者有偏差，那么就需要觀察測量中的失誤再進行一次重測；③使用契型塞尺測量汽輪機的動靜葉間隙；④拆除聯軸器外面罩殼與緊釘的螺栓，使轉子吊出，將汽輪機端與發電機端的聯軸器止口脫開，觀察聯軸器螺栓是否有裂紋，再清理動葉片檢修汽輪機隔板套、隔板與噴咀，方法為拆除噴嘴、隔板、導葉，先拆壓板螺栓，再拆除隔板，使用起吊器將套板與隔板調出，最后進行這些零件的檢查，檢查是否有裂痕，是否出現零件松動的現象。

4 結 語

綜上所述，通過對汽輪機常見故障的理論研究分析，筆者提出了為汽輪機主要部件進行檢修的建議，可以及時發現并消除汽輪機常見故障隱患，有效地避免不必要的經濟損失，滿足現代電力能源的供應要求。實際上，無論檢測技術多么先進，都需要人們對故障早發現，通過加強汽輪機檢察人員的的素質培養，從而提高他們對于常見故障的處理能力，以盡快地找到故障原因，采取正確的應對措施，保證汽輪機的正常運行，這樣才能讓汽輪機更大的造福于人們。

參考文獻：

[1] 郭天霞.汽輪機常見故障排除方法與分析[J].黑龍江科技信息，2011，（20）.

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