汽輪機常見的故障分析及對策

婁岳峰

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱150046）

在中國，火力發電仍然是主要的電能來源，而汽輪機是火力發電廠的主要機械設備。汽輪機的運行效率會直接影響火力發電廠的工作效率，維護人員對汽輪機的日常維護和故障處理的及時率對于電廠的安穩運行十分重要。汽輪機的結構主要由轉動部分和靜止部分兩個方面組成。轉動部分主要包括主軸、葉輪、動葉片和聯軸器等；靜止部分主要包括進汽部分、汽缸、隔板和靜葉柵、汽封及軸承等。在汽輪機高強度運轉中，很容易發生故障，針對汽輪機的常見故障，工作人員必須掌握其原理并給予解決。

1 汽輪機的常見故障

1.1 振動故障。汽輪機在運轉中容易發生振動故障，該故障往往卻是最容易被忽視的問題。振動發生的情況很復雜，也有多種原因引起振動，但是在大多數情況下是由于質量不平衡引起的。要想及時解決振動故障，首先應找出發生振動的原因，我國汽輪機發生異常振動的主要原因有轉子軸心失衡，固定螺絲松動等情況。低頻次的震動是由于軸承的油膜自激，引發與轉子間的間隙，在運轉中產生振動。除此之外，還要觀察是否是由于機械零件老化、摩擦嚴重或是汽輪機輪子預熱變形等情況產生的異常振動。在這種情況下，維護人員就需要對汽輪機的零部件進行維修或更換，這就體現出日常對汽輪機的維護和管理的重要性。

1.2 儀表故障。當對汽輪機做故障分析時，一般來講維護人員都會首先觀察儀表，所以應對汽輪機儀表進行必要的檢查和維修。為了確保及時修復汽輪機儀表的故障，通過儀表顯示的數據排查其他隱患，應在日常操作中對其進行維護。發生故障時必須對汽輪機儀表進行必要的檢查，在日常維護中應對儀表數據進行監視，詳細了解汽輪機的正常運行參數，發生故障時應及時報告給技術維修人員，從而排除儀表故障。

1.3 油壓下降/漏油。汽輪機油系統故障常見的故障之一，當發生漏油或油壓下降時都會對汽輪機機體造成損傷，嚴重影響汽輪機的運轉。在汽輪機高強度持續運轉中，由于設備腐蝕、溫度、濕度、振動等原因都可能造成汽輪機油系統的異常，為了對汽輪機油系統及時維修，在汽輪機運行的時候應經常關注汽輪機油壓是否異常、是否存在明顯的漏油的現象，如出現以上情況要及時對油系統進行故障處理，以免引發更嚴重的故障發生。

1.4 氣缸變形。氣缸變形主要是由于氣缸膨脹受熱不均勻或是結構材料厚度和尺寸有關。與汽輪機運行時汽缸的保溫情況和受力情況都有著不可分割的關系，尤其是在啟停兩級氣缸的死點高度處又出現了一個下降一個升高的變化，導致缸內溫度明顯變化，從而導致氣缸變形的故障發生。所以在汽輪機的運行工作中，還需要關注溫度的控制，尤其是在啟停時注意低氣缸的狀態，有效防止氣缸變形，阻止更大損失的發生。

1.5 葉片故障。渦輪葉片主體的損耗導致葉片故障的根本原因，對葉片的侵蝕是由于在汽輪機高速運轉是所產生的蒸汽對葉片造成的侵蝕和磨蝕等。末級長葉片是確保蒸汽輪機高效運行的重要組成部件，末級長葉片將在高速汽輪機運轉時受到蒸汽，振動等的沖擊，出現侵蝕，從而影響汽輪機運轉效率。但通常對汽輪機機體的日常維護中，對于末級葉片的維護不夠仔細，在長期得不到有效的維護和持續受汽輪機蒸汽和振動的侵蝕，葉片會發生老化、被腐蝕、松動等情況，也可能由于這些自然損耗造成無法控制汽輪機氣流的穩定，從而產生故障影響汽輪機的正常運行。

2 汽輪機故障的對策

2.1 振動故障解決對策。為解決汽輪機振動故障，維護人員首先要了解汽輪機產生異常振動故障的原因。在日常的維護管理工作中就要積極的總結經驗，把同一類問題匯總，避免重復同一問題故障的發生。在解決振動問題時，通過合理地調整軸心，對轉子進行平衡測試，調整軸承的負荷重量。同時汽輪機作業人員在啟停期間要絕對控制氣缸的溫度變化，觀察上升差、軸向位移等參數，避免在臨界轉速下長時間運轉，以防氣缸上下溫度相差過大導致受熱不均勻造成氣缸變形的故障，當汽輪機在運行過程中出現振動故障，必須立即報告并妥善解決，防止發生更嚴重的故障。

2.2 油壓故障解決對策。針對油系統故障就需要作業人員在日常工作中細心一些，多觀察儀表上對于油壓、油量等參數的反應，出現異常數據反饋時應第一時間查看是否存在漏油的現象，如排除該現象后應檢測是否油壓過低或過高。排查是否有零部件松動導致油系統故障，在不影響正常作業運轉的情況下可以通過堵漏的技術將氣壓異常或漏油部位進行處理，達到密封和油壓恢復正常的作用。

2.3 氣缸變形的解決對策。在汽輪機運轉作業的過程中，應關注蒸汽對汽缸受熱后溫度的變化，以及汽缸受熱膨脹的狀態，在外在條件下杜絕是氣缸變形的可能。同時，在檢查過程中，可以清潔并更換軸承箱底板上的潤滑脂，并檢查滑動銷系統的間隙。還可以改進軸承箱下部的平臺，并采用先進的自潤滑材料戴維斯合金作為軸承箱與板之間的自潤滑墊片，以減小軸承座與板之間的摩擦。尤其是在啟動和關停時，避免汽缸一高一低的情況發生，增加缸本身的膨脹推力。

2.4 葉片故障的解決對策。為防范止蒸汽輪機發生葉片故障，維護人員必須對葉片腐蝕的原因有所了解，從而根據汽輪機葉片腐蝕的原因來改善汽輪機的內部結構，對汽輪機蒸汽位置分布的改善，以及對汽輪機運作時產生的水蒸氣的疏水系統的優化。通過增加疏水點，以減少長葉片因水蒸氣積壓被腐蝕的情況。維護人員應對葉片，拉桿，甚至是輪子等零部件進行日常的維護和檢查。

3 加強對汽輪機日常維護工作的管理

3.1 提升維護人員職業素養。提升維護人員的職業素質，提升對汽輪機的維護技能掌握，是保證汽輪機良好運行的重要條件之一，也是提高汽輪機維修效率的保證。因此，在正常工作中，還應重視對維護人員的職業技能的培訓，對汽輪機的常見故障和功能特點、結構分布等基本情況進行掌握和定期的維護檢測。從實踐工作中提升維護人員的職業素養，在故障發生時能夠及時處理并排除其他故障，掌握基本的維護技能的同時還能簡單的對汽輪機機體本身進行維修和檢測。在維護人員達到基本維護要求時，還應對其進行考核和評價，加強對維護人員的管理，是對職業技能的檢驗，同時也是對汽輪機運轉和電廠經濟效益的保證。

3.2 加強對汽輪機日常監測工作。從上文中常見問題的分析中可以看出，許多常見問題起初發生故障時都是由于對機械日常的監測不到位形成的，比如機體的振動故障、汽輪機儀表故障、葉片故障等等，如果在日常作業時對機械的各項運轉指標和異常情況加以監測，將很大程度上避免此類故障的發生。可以通過設置物聯網預警裝置，將標準參數值設定好，如發生數據異常可以觸發報警裝置，從而加強對運轉中的機械進行監測。

3.3 加強對維護工作的經驗總結。由于對常見問題的分析和問題形成的原因已經有了很多的明確解釋，也有了相對成熟的應對方案，所以在日常的故障處理中應更加及時、快速的解決問題。但難免有突發情況或其他異常故障情況的發生，因此，對于每一個故障及維護工作的經驗總結就尤為重要。將維護工作日常遇到的情況建立問題庫和解決對策庫，將好的經驗和對策共享，同時將問題提出給予警示。促進維護人員工作的積極性的同時還可以促進相互學習經驗，更好地提升維護技能。

4 結論

汽輪機在日常運轉中難免會發生故障，維護人員要對汽輪機的常見故障的形成原因和解決對策爛熟于心，在故障發生時迅速采取對應的對策及時處理。同時還應加強對維護人員的日常管理，提升職業素養、加強考核評估、建立有效的問題庫及解決庫等方式更好地為處理故障提供服務，從而有效的降低汽輪機發生故障的頻率，在發生故障時更高效的給予解決。