汽輪機故障診斷技術研究

撰文/王剛

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汽輪機故障診斷技術研究

撰文/王剛

針對汽輪機故障檢修與故障診斷方法的分析，探討了汽輪機的定義及工作原理，指出了目前在汽輪機故障診斷研究中存在的問題，并從檢測技術、故障診斷技術等對汽輪機故障診斷技術進行分析。汽輪機；故障診斷；檢測方法

■150046哈爾濱汽輪機廠有限責任公司黑龍江哈爾濱

隨著工業生產和科學技術的發展，機械設備的可靠性、可用性、可維修性與安全性的問題日益突出，從而促進了人們對機械設備故障機理及診斷技術的研究。汽輪機是發電系統的重要設備，其復雜的設備結構和特殊的運行環境使其非常容易發生異常振動等故障，這給電力系統的正常運行造成了非常不利的影響。因此，加強對汽輪機故障診斷技術的研究，對于提高電力系統的運行效率和供電質量具有重要的現實意義。

1　汽輪機常見故障的分析

汽輪機常見的故障原因很多，如根管堵塞、發電機機組滑環、調速汽門發生卡澀、器管漏泄等不同情況。發電機機組的滑環會造成發電機轉子環火電路短接，燒壞轉子。調速汽門出現卡澀原因是調速汽門凸輪架軸承套磨損嚴重，齒板穩定架偏移，造成調速系統卡澀后，脈動油壓偏高，這種故障在正常運行中要細心認真才能發現問題，做到及時處理。

1.1汽輪機調速馬達易出現的故障分析。調速馬達可能會由于電氣開關出現粘連造成減負荷方向旋轉，當同步器絲桿退出55mm時，就會使汽輪機調速汽門關閉，同步器失靈，達到保護停機。此時，操作人員應迅速的做好手電動的切換，以免事故擴大。操作人員，在對設備進行檢查時，要對設備的計量表和運行狀態發生不正常的變化及時處理，如果運行參數發生變化要及時做好記錄，為事故的分析提供依據，在各項操作中應核對操作開關的序號，確定操作位置后，才可以進行操作，如果是重大的操作，必須執行監護制度，以免發生誤操作。

1.2汽輪機油含水量多易出現的故障分析。如果汽輪機油含水量多會導致軸瓦燒損，導致機組發生強烈振動，當這樣的事故出現時，首先要盡快找出漏水的源頭，查出漏水點，分析原因，及時處理，使漏水量減少直至消除漏水現象。但是，由于很多機組的漏水現象是長期存在的現實，特別是一些老機組受到很多條件的局限，很難解決。在漏水難以改變的情況下，應采用合適的脫水設備將漏入汽輪機油系統的水分脫出，是解決汽輪機油中含水量大的一個有效途徑。

1.3汽輪機轉子永久性彎曲的故障分析。為了判斷汽輪機轉子發生永久性彎曲，可以開缸進行檢查。在開缸檢查時，如果發現高中壓中間汽封梳齒局部輕度磨損，高中壓轉子彎曲250μm，軸瓦出現輕微研磨。通過直軸處理后，使機組啟動正常。分析具體原因：高中壓軸封送汽滯后于抽真空時間近30mim，致使冷氣沿高中壓轉子軸封處進入汽輪機，轉子受到局部冷卻，是導致發生轉子彎曲的直接原因。沖轉時主蒸汽溫度與熱態開機要求不匹配，沖轉時主蒸汽溫度左側307.43℃、右側350.40℃，而高中壓內缸外上壁溫度為338.21℃，啟動時出現了負溫差，是導致轉子彎曲增大的重要原因。對汽輪機狀態評估和故障診斷的主要手段是通過振動分析，利用這種方法，可以判斷汽輪機發電設備內部的狀況，是否出現故障以及故障的嚴重程度和發展趨勢。連續振動監測系統能夠連續監測設備的振動特性并收集、貯存和分析振動數據，可以早期發現汽輪機振動故障，判斷發展趨勢，為合理組織檢修汽輪機提供依據。

2　汽輪機故障診斷技術

2.1分層分布式診斷系統。汽輪機內部系統的結構和功能大部分是分層分布式，利用結構間的層次關系，可以建立相應的分層分布式診斷系統，并通過子診斷系統和總診斷系統共同控制。子診斷系統負責對子診斷任務進行分析監測；總診斷系統負責管理診斷任務，即分解總體任務并將子診斷任務分配到各子診斷系統中，待子診斷任務完成后，總診斷系統進行綜合分析得出結論。此種系統具有診斷效率高、系統穩定性強、推理速度快等優點。

2.2遠程網絡故障診斷系統。現代化網絡和通訊技術的發展，使遠程網絡故障診斷系統成為故障診斷發展的必經之路。利用遠程網絡故障診斷系統，一方面可以實現診斷資源的共享，使專家在異地也能進行汽輪機故障診斷，提高了故障診斷的質量；另一方面實現了故障診斷系統與網絡技術的融合，在提供大量診斷經驗和故障案例的同時，能夠協助維修人員快速提取故障數據。

2.3集成式故障診斷系統。當前使用的故障診斷裝置其內部推理方式較為單一，對于復雜的系統故障難以進行全面的分析。集成式故障診斷系統能夠根據故障分析處理方式和經驗構成多種推理模型，并進行多種推理模型的融合，從而充分發揮各模型的推理優勢，有利于提高診斷的準確性。

隨著汽輪機的廣泛應用，對汽輪機機組的安全運行有很高的要求。但機械設備必然會由于長期運行而出現故障。為了保證汽輪機安全運行，必須利用各相關過程參數，參考歷史記錄，采用數據融合法進行故障診斷，對于汽輪機的故障點，要及早發現，及時維修，只有堅持對汽輪機故障診斷技術研究，推進汽輪機技術創新，才能保證汽輪機全生產運行。因此，研究汽輪機故障及其診斷技術將帶來巨大的經濟效益，汽輪機的故障診斷技術擁有很好的發展前景。