火力發電廠汽輪機常見故障分析與檢修

羅斌

摘 要：確保火力發電廠正常供電離不開汽輪機的正常運行。作為保證電力生產順利的基礎設備，針對其運行中產生的故障所做的檢修是火力發電廠所需要研究的重要課題，這就使得相關維修人員需要具備發現汽輪機故障原因并順利排除其故障的能力。文章首先分析了汽輪機的工作原理，并根據其工作的原理總結出在運行過程中汽輪機可能產生的常見故障，并對此進行分析總結出合理的檢修手段和過程。

關鍵詞：火力發電廠；汽輪機；常見故障；檢修

引言

目前，火力發電作為我國電力的主要生產方式之一。面對日益增長的電能需求，無論是維系人們日常生活還是滿足國家發展，國家在電能的供給質量上的要求日漸增加。因此，做好汽輪機的維護保養工作便非常重要。作為整個發電結構的動力組成之一，常會收到諸如環境等因素的影響，造成故障的增多，從而導致了經濟上的損失并對人們生活造成了影響。針對這種情況，提高日常檢修工作質量，解決常見故障具有重要意義。

1 汽輪機簡述

1.1 汽輪機的組成和工作原理

汽輪機是一種旋轉式動力機械設備，是為發電機提供動力的驅動設備其組成包括兩個部分：第一，轉動部分，即轉子。轉子主要由葉柵、葉輪、聯軸器、主軸和緊固件等組成。轉子在整個汽輪機中起到工質能量的轉換與傳遞扭矩的作用。在高溫、高速的工作環境中轉子一方面擔負著來自自身主軸離心力、葉輪、葉片和熱應力帶來的壓力；另一方面，汽輪機產生的蒸汽通過作用于轉子傳遞到電機。第二，固定部分，即靜子。這一部分主要由汽缸與汽封、蒸汽室、噴嘴室、隔板與隔板套、軸承與軸承座、機座與滑銷系統等組成。

汽輪機作為火力發電的原動裝置，具有功率大、效率高和壽命長等優點，其具有提供驅動和供熱的作用。汽輪機的工作原理主要體現在：將汽輪機運行過程中由于排汽和抽汽而產生的熱能轉變為機械能，以機械可驅動各種泵類運轉的原理，來實現生產、生活中的用電需求。

1.2 汽輪機維護保養的必要性

火力發電的穩定性在一定程度上保障了電力的有效供給，是國家經濟發展的重要支柱。發電廠是否能夠安全、及時地發電離不開汽輪機的正常、穩定運行。汽輪機出現故障不僅會影響人們的正常用電，還會導致設備的損傷。由此可見，日常汽輪機的維護是十分必要的。作為現今電廠維護部門的主要任務，以理論同經驗相結合的方式提高火力發電廠汽輪機維護人員的能力，從而及時檢修汽輪機故障、延長汽輪機使用壽命具有重要的意義。

1.3 汽輪機常見故障分類

由于汽輪機工作環境較為復雜，常常受到濕度、溫度、壽命以及制造工藝等因素的限制，使得汽輪機在運行過程中容易產生故障。目前，較為常見的汽輪機故障是汽輪機的異常振動。汽輪機異常振動的類型主要有三種。

第一種，普通的強迫振動。這種異常振動產生的原因主要有四點：（1）因汽輪機自身質量的不平衡導致的振動平衡；（2）因剛度的下降使得結合面產生差異而導致的振動大；（3）因轉速到某數值時產生的與軸承座共振；（4）因轉子和軸承連接中點的不一致而產生的振動。

第二種，非正常的強迫振動。這種異常振動產生的原因主要有七點：（1）由于汽缸的膨脹導致不暢通而引起的振動；（2）由于汽輪機聯軸器的螺栓發生了松動現象而導致振動；（3）由于汽輪機轉子產生了裂紋，使得汽輪機運行產生振動；（4）由于汽輪機轉子在高速轉動過程中某些部位因摩擦而引起的發熱較為嚴重所導致振動；（5）由于發電機的勵磁電流大于標準而引起振動；（6）由于汽輪機的中心口進油而產生振動；（7）由于汽輪機的主軸和軸承產生了靜摩擦而導致振動。

第三種，自激振動。這種異常振動產生的原因主要有兩點：（1）因汽輪機的汽缸蓋膨脹或者膨脹差異常而引起振動；（2）因汽輪機所承載的負荷高于正常值而使得高壓轉子出現了氣流激振現象而產生振動。

2 汽輪機故障檢修的一般流程

汽輪機的故障檢修流暢可以分為兩種，即傳統模式的汽輪機故障檢修流程和新型故障檢修流程。第一種，傳統模式的汽輪機故障檢修流程。這種流程主要是包括兩個方面：一方面是指事后進行汽輪機的維修工作；另一方面是按照某種計劃進行維修。無論是這兩種哪個檢修流程都存在著效率低下、無法控制潛在故障、浪費人力和物力等諸多弊端。而正因為這些問題的出現使得維修人員通過不斷地思考和實踐提出了新型的故障檢修流程。第二種，新型的故障檢修流程。這種流程目前包括預防性的汽輪機檢修和狀態檢修兩種。這兩種檢修方式有效地提高了查找和判斷汽輪機故障的準確率、降低了檢修成本、確保了汽輪機運行的穩定性、提高了經濟效益。

3 汽輪機常見故障及檢修

（1）汽流激振、轉子熱變形、摩擦振動等因素常常引起汽輪機組異常振動故障。檢修汽輪機異常振動故障時，可采取不斷調節整個機組的給水量、調整整個高壓調速的汽門等，最后再確定機組產生這種氣流激振的具體狀態，采用減低負荷變化率和避開產生汽流激振的負荷范圍的方式來避免汽流激振的產生。

（2）凝汽器產生真空氣密性不良、結垢等問題時，會導致凝汽器真空度降低，尤其在高溫環境下，循環水溫急劇升高，影響了凝汽器的吸熱量和蒸汽的冷凝溫度，使得排氣壓力和溫度升高，機組出現振動等相關故障。對于這類故障，通常可以通過對喉部以下凝汽器汽側和真空系統進行罐水檢漏，定期檢查清理噴嘴和汽輪機軸封，消除機組漏氣點、加強抽汽效率。必要時可采用化學方法對凝汽器除垢。

（3）汽輪機組調速汽門在運行過程中經常出現擺動的現象，將導致汽輪機軸瓦振動加大，主要表現為開機時轉子定速困難，轉速擺動達±20r/min；機組運行時，頻繁發生主泵出口油壓瞬間下降然后回到原值；高壓調速汽門在機組運行期間，出現左右振動大的情況，閥門處振動尤為劇烈，有的致使軸瓦損壞，嚴重影響機組的安全穩定運行。檢修此類故障時，要全面考慮油管路與油動機整體系統的組合動態特性，改進系統的油管路；加強油質管理，定期對抗燃油進行取樣檢查和化驗以確保油質；定期更換硅藻土過濾器和系統中所有精密過濾器，保持濾網的通暢；定期檢查儲能器氮壓，維持油壓穩定；對油質濾油化驗合格后，更換電液伺服閥內濾網和電液伺服閥，定期對電液伺服閥內濾網進行清洗或更換；保證汽門門桿與連接套擰到位，確保接觸面達75%以上，消除振動引起的缺陷。

（4）汽輪機產生嚴重鹽垢時，要先先拆開汽輪機汽缸，吊出轉子、 隔板等，采用手工除垢或噴砂處理等方法處理，必要時可使用軟水或檸檬酸溶液進行清洗。

（5）汽輪機組中壓主汽門伺服閥門卡死、伺服機構節流孔堵等故障，嚴重影響機組的運行。檢修汽輪機油系統過程中要注意清潔，使用煤油或清洗劑清洗干凈軸瓦、各油閥門、止回閥、疏油閥、油箱和冷油器等。此外，在檢修后可對機組油系統采用整體油循環的方式清潔。

參考文獻

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