汽輪機本體常見故障檢測分析

王海宏

【摘 要】汽輪機是進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的一種動力機械，屬于大型旋轉(zhuǎn)機械，通常作為發(fā)電機的原動機也能直接驅(qū)動其他機器，滿足生產(chǎn)、生活所需。然而在使用過程中，汽輪機由于長時間處于高溫高壓和高速運轉(zhuǎn)的環(huán)境，很容易發(fā)生故障[1]。為了確保汽輪機能夠正常穩(wěn)定的工作，必須及時發(fā)現(xiàn)各種潛在故障，排除各種已知故障。

【關(guān)鍵詞】汽輪機；故障；檢測分析

引言

汽輪機主要應(yīng)用于各種火力發(fā)電廠，作為發(fā)電廠的主要動力機器，汽輪機將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，帶動發(fā)電機進(jìn)行發(fā)電工作，汽輪機正常穩(wěn)定運行是發(fā)電廠供電的前提條件。火力發(fā)電廠的汽輪機在高溫高壓的狀態(tài)下工作，而且汽輪機在工作時還要進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，發(fā)生故障在所難免，及時排除故障不僅能提高發(fā)電廠的工作效率，還能在一定程度上確保操作該設(shè)備的人員處于安全狀態(tài)。因此，汽輪機故障的檢測維修至關(guān)重要、不可忽視。本文針對汽輪機本體進(jìn)行全面敘述，并對汽輪機本體故障檢測進(jìn)行詳細(xì)分析。

一、汽輪機本體

構(gòu)成汽輪機本體主要有兩個方面，即靜止部分和轉(zhuǎn)動部分，前者叫做靜子、后者叫做轉(zhuǎn)子。靜止部分主要包括汽缸、隔板、噴嘴、汽封、緊固件和軸承等。轉(zhuǎn)動部分也就是轉(zhuǎn)子，主要包括主軸、葉輪或輪鼓、葉片和聯(lián)軸器等。靜止部分的噴嘴、隔板與轉(zhuǎn)動部分的葉輪、葉片組成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機械能的通流部分[2]。汽缸是約束高壓蒸汽不得外泄的外殼，汽輪機本體還設(shè)有汽封系統(tǒng)。

二、汽輪機本體常見故障的分析

隨著時代的發(fā)展，汽輪機不斷進(jìn)行改進(jìn)，其功能越來越廣、性能越來越強，但機組也相應(yīng)變得越來越大，構(gòu)成也越來越復(fù)雜，設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，排查難度也相應(yīng)增加。由于不能及時找出故障所在，機組很容易不受控制，引發(fā)難以預(yù)料的事故，給國家、企業(yè)和個人造成巨大的損失。因此近年來，汽輪機故障的監(jiān)測和檢測受到了廣泛關(guān)注，截至今日已經(jīng)發(fā)展成為一個相當(dāng)熱門的領(lǐng)域。

（一）汽輪機異常振動

機組異常振動是汽輪機運行狀況優(yōu)劣的重要體現(xiàn)，也是機組設(shè)計、安裝、檢修質(zhì)量的綜合反映。一旦汽輪機發(fā)生異常振動，將對機組的安全穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響。振動大的危害主要有：可能導(dǎo)致軸瓦磨損；動靜部分發(fā)生摩擦；大軸彎曲；調(diào)速系統(tǒng)不穩(wěn)；危機遮斷器誤動作；機組非停。由于汽輪機構(gòu)造極為復(fù)雜，所以異常振動的原因很難進(jìn)行尋找，排查過程消耗的時間也相對較長，故而汽輪機異常振動成為了檢修工作中的難點內(nèi)容。在發(fā)生異常振動時，相關(guān)操作人員總是降低汽輪機所承載的負(fù)荷，同時也降低其運轉(zhuǎn)的速度。這種方式既降低了汽輪機的工作效率，還不能完全解決異常振動的根本問題，因此沒有使情況從根本上改善。

（二）葉片損壞

汽輪機之所以能夠進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，利用的就是轉(zhuǎn)動部分的葉片，是轉(zhuǎn)子的主要組成部分。葉片在旋轉(zhuǎn)過程中會受到很多方面的影響，長期累積會導(dǎo)致其零件發(fā)生老化、損壞的情況。另外，葉片屬于金屬制品，長期在蒸汽環(huán)境中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，金屬受潮且暴露在空氣中會發(fā)生氧化反應(yīng)，出現(xiàn)鐵銹，慢慢腐爛變質(zhì)。再者，葉片在長期的旋轉(zhuǎn)過程中受力的影響也會對其產(chǎn)生破壞[3]。

（三）汽輪機未在真空環(huán)境中工作，造成異常

汽輪機需要在密閉環(huán)境中才能進(jìn)行正常工作，因此一定要盡量保障汽輪機在密閉空間內(nèi)完成工作，密閉性能是否良好直接影響汽輪機的工作效率。一般空間密閉性越好，汽輪機工作效率越高，空間密閉性越差，汽輪機工作效率越低。當(dāng)汽輪機處于完全真空的空間內(nèi)進(jìn)行工作時，效率則趨近于最高，當(dāng)然這只是理想狀態(tài)。但是當(dāng)汽輪機處于空間密閉性能較差的環(huán)境中進(jìn)行工作的時候一定會大大降低其工作效率，導(dǎo)致無法完成工作的同時又浪費了火力發(fā)電廠的資源，使其投入高成本卻不能收獲到該有的效益。

三、汽輪機本體的故障診斷和故障檢修

（一）故障診斷

汽輪機出現(xiàn)問題時就會發(fā)生異常振動的情況，因此可以根據(jù)汽輪機振動的特點對汽輪機進(jìn)行故障診斷，尋找故障源頭所在。汽輪機的異常振動主要有如下幾種體現(xiàn)。

1.與此同時，要對汽輪機的日常工作資料和數(shù)據(jù)及檢修狀況進(jìn)行收集、整理，按照類別進(jìn)行歸檔，以便日后查閱；

2.將歸檔資料進(jìn)行詳細(xì)的研究和分析，參考以往發(fā)生故障的原因和經(jīng)常發(fā)生故障的部位，做科學(xué)的故障預(yù)演模型，研究故障的發(fā)展趨勢，找出故障關(guān)鍵點；

3.利用最迅速且簡單的操作在第一時間找出并排除故障。

（二）故障檢修

1.氣缸檢修

在對汽輪機的氣缸進(jìn)行檢修時，要詳細(xì)了解氣缸內(nèi)部的構(gòu)成要件，為了避免氣缸進(jìn)入空氣而設(shè)置的真空層具有保障汽輪機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的作用。一般情況下，氣缸的檢修有以下幾道程序：

（1）卸掉儀表和支架上的所有螺絲，并進(jìn)行標(biāo)識，以免弄混；

（2）拆卸保溫層，注意上缸溫度不能太高，要低于100℃，同時防止保溫層混進(jìn)去可燃物品；

（3）拆卸調(diào)速氣門內(nèi)的三腳架螺栓，取下定位銷，之后還要將氣缸前后及水平位置的螺栓一并全部拆掉；

（4）進(jìn)行導(dǎo)桿安裝工作；

（5）用頂絲將汽缸均勻頂起5至10mm；

（6）用行車將上汽缸吊起少許，四角偏差不得大于2mm；

（7）當(dāng)汽缸吊至100mm時，檢查內(nèi)部情況，無卡澀現(xiàn)象；

（8）上汽缸吊出后，應(yīng)該放到指定地點，并用方木墊好；

（9）檢查氣缸內(nèi)部的全部構(gòu)件，找出磨損、變形以及生銹的構(gòu)件并進(jìn)行處理，必要情況下要進(jìn)行更換；

2.軸承檢修

對轉(zhuǎn)軸進(jìn)行精密檢測（盡量減小誤差）：包括軸瓦緊力及軸瓦間隙測量。精密檢測是解體汽輪機并使汽輪機的轉(zhuǎn)子各自對應(yīng)半實缸和全實缸，找到轉(zhuǎn)軸的中心。其檢測特別困難，要考慮諸多因素。

3.密封瓦檢修

由于汽輪機種類多樣，因此不同的汽輪機使用的密封瓦也就不同。環(huán)式密封瓦主要有三種，即雙流、分流、聯(lián)合環(huán)式這三種[4]。雙流密封瓦密封性比較好，特別需要提的是，針對密封瓦的檢修要把檢驗重點放在上下密墊的質(zhì)量和交接處的維護(hù)管理上。對密封瓦應(yīng)該定期進(jìn)行清理，清理安裝完畢后確保絕對密封，不讓其氣體流入進(jìn)去。

4.管路部分和解體檢修及其它部位的檢修

汽輪機管路出現(xiàn)問題時需要及時對問題原因進(jìn)行排查。假設(shè)管道出現(xiàn)裂痕損壞，先要對裂痕進(jìn)行拍照留存，作為檔案的一部分，然后對損害程度進(jìn)行等級評定，通過合理的方法進(jìn)行處理。

四、結(jié)束語

汽輪機作為火力發(fā)電場的主要動力機器，由于其長期在高溫高壓和高速運轉(zhuǎn)的工況下，因此很容易發(fā)生故障。為了確保汽輪機能夠正常穩(wěn)定的工作，必須及時發(fā)現(xiàn)各種潛在故障，排除各種已知故障。因此，提高汽輪機工作效率有助于有提高發(fā)電廠的生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]粟寧.汽輪機本體常見故障檢修分析[J].技術(shù)與市場，2018（7）：168-169.

[2]鄭海.汽輪機本體常見故障及處理[J].科技視界，2015（17）：235-235.

[3]姚以生.淺談汽輪機本體常見故障檢修[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（23）：144.

[4]邢冠一.淺談汽輪機調(diào)速及檢修相關(guān)問題[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2016（16）：157-157.

（作者單位：國家電投集團山西鋁業(yè)有限公司）