冶金企業汽輪機檢修中的精細化管理與應用

宋燕生

（河鋼唐鋼新區設備管理部，河北 唐山 063000）

冶金企業生產，中汽輪機有效運行可以大幅提升發電效率，節約電能。所以越來越多的冶金動力單位開始重視汽輪機運行和檢修，通過不斷優化系統，從而提升企業的經濟效益。

1 汽輪機的組成與基本原理

蒸汽輪機是一種精密的冶金發電機組，可驅動蒸汽輪機在高溫高壓蒸汽環境中高速旋轉。蒸汽輪機與熱電鍋爐結合使用以形成發電機組，蒸汽輪機本身由一個轉子和一個固定部分組成，其中，旋轉部分（轉子）包括主軸，聯軸器，葉片，葉輪等。固定部分包括氣缸，擋板，固定的葉柵葉片，軸承和蒸汽密封件[1]。在汽輪機運行期間，鍋爐首先產生高溫蒸汽，該高溫蒸汽進入汽輪機氣缸并驅動汽輪機葉輪，驅動汽輪機主軸并將蒸汽能轉化為機械動能。蒸汽輪機和發電機組通過離合器連接，從而由蒸汽輪機承載的扭矩負載傳遞到發電機上。發電機的轉子隨著蒸汽輪機的旋轉而旋轉，最后機械能被轉換為電能[2]。

2 汽輪機故障和檢修工作的意義

在冶金企業的生產實踐中，電能是最為關鍵的能源介質，汽輪機也是冶金企業的主要能源發電設備。當汽輪機出現故障時，會影響冶金企業的能源消耗。在日常生產中應安排專業人員對汽輪機進行點檢和維護，以便提高汽輪機的使用效率。日常維護與定期檢修是汽輪機使用過程中的終極目標[3]。生產過程中一旦出現小問題，必須及時處理和解決，否則會衍生出更嚴重的設備事故和后果。目前大多數冶金企業都加強了對汽輪機組的管理和維護，這樣有利于提高機組的運行和使用，也能保證穩定的電腦輸出，滿足日常企業生產需求。

3 精細化管理概述

3.1 原則

精細化管理，包括效率，標準，交叉性，簡單性和可實用性。整個精細化管理的相關具體解決方案，必須具有良好的可操作性，在生產實踐中，應結合現場生產實際情況做好日常精細化管理工作相關的管理措施都應具備良好的可操作性，同時整個管理過程中必須明確最終的目標和步驟，結合檢修情況，對不同的檢修要求進行分類處理，形成相關性極強的交叉管理辦法[4]。

3.2 特點

（1）檢修過程中，應按照相應計劃進行過程控制，以減少突發事件，使現場檢修人員熟悉如何推進工作，使各種檢修人員、任務、資源能夠有效配合，減少設備出現故障的可能性。

（2）準確的指導和量化標準，要求檢修人員對現場設備、基本技能有一定的了解，與傳統的功能判斷相比，要求檢修人員知道使用具體的量化工具，并掌握量化指標的測量和調整方法[5]。此外，由于需要使用現代計算機或終端設備，維護人員必須熟悉這些設備的使用情況。

4 汽輪機檢修的前期準備工作

4.1 收集汽輪機運行狀態歷史數據

在開展汽輪機檢修工作之前，必須對汽輪機的設備運行數據和整個設備檔案進行收集整理，建立良好的設備狀態運行分析報告。同時做好相關的定期點檢和維護內容。汽輪機的轉子等關鍵部件，必須明確了解相關的操作參數和分配信息。這些信息材料是服務人員工作的主要標準和基礎。當前，冶金廠中使用的大多數蒸汽輪機是高速旋轉多軸蒸汽輪機。在長期運行中，旋轉部件的軸承很容易發生損壞和磨損現象，最終導致出現汽缸和軸承的部位位移偏大[6]。針對這樣的生產實際情況，在運行過程中，必須分配和調整渦輪軸承負荷，并要做好工作。因此，在進行上述工作之前，必須確定油水環境和軸的溫度，向振動參數等進行搜集和整理，以便為后期的檢修提供重要的參考數據，上述的數據在進行搜集和整理過程中，需要結合崗位工的運行情況，保證數據的真實可靠性，對于超出正常運行范圍值的數據要進行重點分析和整理。

4.2 檢修技術報告

檢修操作人員在對汽輪機進行檢修過程中也要做好相關的數據整理工作，從而制定出詳細的檢修技術報告。在整個檢修技術報告過程中，應做到圖文并茂，體現出檢修過程中的步驟和需更換的部件，對汽輪機需要進行改造的相關內容也必須在檢修報告中予以體現，如果在檢修過程中發現有重大缺陷問題，應明確做好相關的檢修分析以及可行性技術分析，最終要形成檢修后的驗收報告。同時冶金企業應該將汽輪機整個檢修維護的過程及實驗報告進行存檔，當前的關于汽輪機檢修文檔都是日后進行檢修維護的重要參考資料，也是對每次機械運行事故進行分析的可靠依據[7]。

4.3 配備專業備件、工具和技術人員

在制定了上述檢修與維護計劃后，有必要購買維修所需的備件和工具，并嚴格控制備件的質量。對于需要更換的設備零件，應首先聯系渦輪機制造商進行購買，以確保維修后不會損害某些特殊工具和工具的正常使用，也應做好相關的質量檢驗工作，所有的采購應符合國家要求標準。在檢修的過程中，應該對檢修隊伍進行專業的技術培訓，所有的檢修人員必須熟悉汽輪機運行情況，具備相關的汽輪機檢修工作經驗。就這樣才可以保證整個檢修工作的順利完成以及檢修質量。

5 集控運行汽輪機運行過程中存在的問題

5.1 啟停方面存在的問題

汽輪機的起停檢驗其實就是對汽輪機運行的考察，在正常運行狀態下，轉子有著很多的不確定參數。所以在正常運行過程中，數值會出現升降的變化過程，汽輪機的運行環境和溫度也會隨之發生變化，實際生產過程中，汽輪機的轉子始終處于高溫高壓的環境工作中運行，如果對整個生產過程中的整體參數沒有處理，控制得當，就很容易出現生產事故或者機械設備事故。也容易造成汽輪機工作效率下降，影響最終的機組使用壽命。

5.2 密封水系統存在的問題

在正常情況下，汽輪機給水泵的軸端密封件是迷宮式密封件，但是這種密封件在汽輪機運行期間會引起很多問題。如果給水蒸汽泵出現問題，則在停機過程中，密封水將不能順暢地回流，從而導致油腔陷入水中，這種情況會給給水蒸汽泵帶來安全隱患。同時，會有許多原因會阻礙蒸汽輪機的正常運行，例如轉子振動，彎曲變形和其他故障。

6 集控運行汽輪機運行的優化措施

6.1 對啟動問題的優化

傳統蒸汽輪機的啟動過程使用高壓缸和中壓缸來啟動。但是，當冶金廠將該方法用于特定操作時，由于高壓缸中的連續溫度升高，容易消耗大量能量。因此，在優化此問題的過程中，我們可以降低高壓缸的排氣溫度或降低啟動時的蒸汽預壓。高壓缸中的溫度控制是通過打開高壓缸蒸汽出口止回閥來進行的。以此方式，氣體的循環可以顯著增加，從而隨著時間降低溫度并減少由高壓缸的恒定溫度升高引起的能量消耗。

6.2 準備好材料及工具

確認汽輪機檢修內容和計劃工作后，應準備好相應的材料、工具，確保各種備件能及時到貨，減少材料對工期的影響。如涉及重要零部件的更換，應事先與制造商聯系，按檢修計劃安排人員到場，如有特殊需要的檢修檢查項目，選擇特殊工具進行處理，必須選擇合格的企業提供，并組織專人統一管理，特殊工具經檢查和檢查后應在檢修現場使用。

6.3 汽輪機檢修后的工作整理

完成上述所有工作后，仍需對汽機修理后的精細管理工作進行分類：首先，對維修期間使用的作業工具進行檢索和分類，并編譯作業工具的使用統計信息，例如丟失和損壞的機器數量，作為下次維修工作的基礎。 二是組織并提交最終服務報告。主要內容是在修理過程中更換的零件，需要改進的地方，修理方法和在修理過程中獲得的結果以及修理后未解決的問題。 插入圖表時要選擇分辨率清晰的圖形，從而可以以提供信息更加精準的質量報告和電子報告。對于檢修過程中遇到的困難，以及創新，改進方式進行更改，并總結經驗教訓，同時計算整個過程的費用，計量電站檢修費用和成本效益。

6.4 配備專業備件、工具和技術人員

需要采購、準備和質量檢查所需的備件和檢修工具。對于需要更換的零件，也應聯系制造商進行購買，以確保這不會影響正常的檢修過程。 購買和制造專用工具后，應進行質量控制，以確保它們符合標準要求。還需要培訓維修團隊的人員，選擇合格，專業和經驗豐富的人員，確保隊員能夠相互配合，確保修理工作順利完成。

6.5 對給水泵的問題加以優化

傳統的固定速率給水方法主要用于給水泵，但是這種方法存在一定的問題，并且還會造成較大的能量損失。因此，在優化過程中，專業技術人員應根據泵的漸進曲線和變化的數據進行設計，這種可變給水泵不僅可以提供有效的節能效果，而且還可以大大提高機組的發電效率，從而實現了冶金企業經濟效益的提高。在優化過程中，最好的方法是提高冷凝器的真空度，并改變熱循環功率，使機組水真空泵的工作條件更加科學合理。

6.6 汽輪機機組振動過大及其應對策略

蒸汽輪機操作中的棘手問題之一是蒸汽輪機單元的過度振動，這會損壞蒸汽輪機的軸承座和氣缸連接。可能的原因有以下多種：第一，轉子軸系中心不正；第二，轉子質量不平衡；第三，轉子熱態彎曲；第四，汽輪機運行中碰磨，汽封、油檔碰磨等；第五，汽輪機機組中，葉片損壞、斷裂、脫落等；第六，汽輪機中應用的潤滑油質量較差，甚至含有不少雜質，軸瓦磨損等等。

7 結束語

在冶金企業發展中，優化蒸汽輪機的運行在冶金廠的正常運行中起著關鍵作用。 但是，在冶金企業汽輪機的實際運行過程中，存在一定程度上使汽輪機運行復雜化的問題，因此，為了有效地解決汽輪機運行中的問題，有必要尋找合理的方法進行有效的優化與改進。