火力發電廠汽輪機常見故障分析及解決措施

姜永超

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

0 引言

30 MW 汽輪機是一種老式的汽輪機，國內關于其的研究比較少。隨著發電事業的不斷發展，汽輪機的功率不斷提升，現在已經擁有了1000 MW 超大機組，機組也從亞臨界逐漸變化成超臨界和超超臨界。30 MW 汽輪機在使用方面，存在一些常見的問題，如出現異常振動、軸封漏氣、發電機轉動異常、轉子出現問題等，不同的情況可能是由不同的原因造成的。本文主要研究的是沒有EH 油泵單獨EH 油系統的高溫高壓30 MW 汽輪機組的軸封漏氣的事故，該機組沒有通過事故分析，提出相應的解決措施。

1 常見故障

（1）汽輪機軸封漏氣。軸封漏氣是汽輪機一種常見的故障，會影響汽輪機的整體運行效果，漏氣嚴重時將造成汽輪機運行不穩定。軸封漏氣所造成的損失約占汽輪機所有故障損失的30%，因此軸封故障是企業急需解決的問題之一。

（2）異常振動。汽輪機異常振動最終的解決辦法就是關閉汽輪機機組，而汽輪機組的組成結構非常復雜，汽輪機經常在高溫高壓下進行工作，振動異常是其十分常見的現象。汽輪機異常振動會導致整個機組發生故障，影響運行效率。

2 問題分析

本文主要對汽輪機常見故障中的封軸漏氣故障進行研究，分析漏氣原因。在運行過程中，汽輪機組的潤滑油含量純度太低，而潤滑油含量水分過高就會導致汽輪機軸封部分元件的老化，進而導致汽輪機運行異常，導致汽輪機組運行超負荷，超負荷之后汽輪機就會被迫停止工作、降低工作效率，影響電廠效益。

2.1 前期工作

如果要檢查汽輪機軸封漏氣故障的原因，需要汽輪機組停止工作、進行全面檢查。如果只是臨時或緊急停運檢查汽輪機軸封漏氣現象，這類簡單的操作無法滿足汽輪機軸封漏氣的需求，可以調節系統來解決漏氣現象、檢查軸封回汽腔室的真空值，并對其他可以引起軸封漏氣的原因進行檢查。

（1）油冷卻器檢查。經過全面的檢查和不斷地測試，該機組的冷卻器運行正常、密封性良好，不存在冷卻器漏油的現象，也沒有出現冷卻水與油氣混合的現象，因此其軸封漏氣現象不是油冷卻器引起的。

（2）濾油效果檢查。全面檢查機組濾油效果，如果是由于長期運行導致的機組正常損耗，更換濾芯即可，因此在排除濾芯問題的過程中，更換了全部的濾芯，并增加了其他機組的濾油系統，然后進行系統的運行調試。檢查發現，油質中的含水量依然很高、沒有相應改善，這表明濾油器出現問題的可能性不大，需要重新判斷漏油的原因。

2.2 軸封漏氣原因分析

軸封漏氣的原因有很多，如軸封間距的過大導致多方出油、軸封系統的設計有缺陷、汽輪機主機出力欠缺等。下面分別進行檢查分析和排除。

（1）軸封間隙原因。在機組設計時通常會預留了一定的空隙，將間隙設定值控制在最大的程度，主要是為調節油氣、保證機組的運行安全。機組運行時，轉子若與軸封發生摩擦，運行阻力增加，運行過快就會導致出現軸封磨損。隨著時間的推移和使用，除了正常的損耗之外，新增了由于運行導致的不正常磨損，這會使軸封的間隙超大、漏油的概率增加以及機組運行不穩定等問題。

（2）軸封系統問題。檢查發現軸封系統存在以下3 個問題：①軸封加熱器使用不暢，增大了軸封使用的難度及機組運行負擔；②在接近除氧器處軸封的漏氣管道與門桿的漏氣管道變成了一根管道，導致漏氣問題增加；③軸抽風機在抽汽方面動力不足，油量一旦增加抽風機的運行就會出現卡頓，軸封漏氣現象更加明顯。

3 解決措施

為全面解決軸封漏氣、漏油的現象，將汽輪機停機進行檢查，并在以下4 個方面進行改造。

3.1 軸封體調整

該機組采用梳齒形迷宮軸封結構，軸封前后壓差由通流部分決定。減少軸封漏氣量主要有兩種方法：一是減小軸封漏氣面積，即動、靜部件之間的間隙；二是改進軸封結構，增加軸封的阻尼系數。本次揭缸之后，吊出各軸封殼體的上半部，通過檢查平面有無漏氣痕跡、轉子上軸封段有無磨損、查看動靜部分相對軸向位置是否正確，來判斷軸封漏氣情況。檢修發現軸封漏氣的主要原因在于軸封系統，因此需要從軸封系統出發來解決軸封漏氣問題。由于不正常的磨損會導致封軸間隙過大，因此需要改變間隙的情況來解決漏氣現象。本次檢修首先通過假軸法合理調整軸封間隙，按技術要求嚴格控制軸封間隙質量，確保轉子軸封段的阻汽凸緣與軸封塊長齒無軸向碰擦等痕跡，中分面壓板上無過度膨脹引起的硬印，軸封殼體無裂紋、變形，結合面密封無泄漏，在緊固螺栓的情況下0.03 mm 塞尺塞不進、接觸面積60%以上。其次，嚴格控制軸封間隙，使前后軸封間隙為0.40～0.60 mm，隔板軸封間隙為0.40～0.70 mm，軸封殼體與汽缸洼窩配合軸向間隙為0.10～0.15 mm。

3.2 軸封加熱器檢查調整

為確保汽輪機組的正常運行，需要全面檢查汽輪機組的加熱器系統，檢查過程主要分為3 步：①拆卸加熱器，將氣管的兩頭打開，往里吹氣，觀察判斷氣管是否通暢；②為了保證疏水的正常，需要再開一個疏水通道，將水流引至疏水箱，以進一步對加熱器拆卸檢查、確保檢查結果的準確性；③調整系統參數并不斷調試，使其達到最佳的使用狀態。

3.3 軸封漏氣管改造

汽輪機原來的設計中，兩個軸封漏氣管道最終合并成為一根管道、共同連接除氧器，而兩個管道中門桿漏氣管道的壓力要大于軸封漏氣管道，對軸封漏氣管道造成了一定的影響。為此，需要對門桿漏氣管道進行改造來減少軸封漏氣問題，主要改造內容是將兩個管道分開：在兩個管道連接的前一部分增加一個閥門，閥門采用三通的模式，將門桿漏氣管道中的氣引至除氧器；在適當位置再增設一個隔離閥，與除氧器之前預留的位置相連接，減少漏氣現象（圖2）。

圖1 軸封加熱器結構

圖2 新增門桿漏氣管道安裝平面示意

3.4 外加壓縮空氣系統改造

經過檢修，發現軸封漏氣的原因是油板處的鋁質板發生了嚴重變形，因此決定將鋁質板改成鋼板，這樣材料硬度將會大大增加。同時將清潔干凈的空氣引入壓縮空氣管道，將油和汽分離，既避免漏氣造成資源浪費，又避免油汽混合影響油的品質。另外，將汽輪機的管道與壓縮空氣管道連接，將壓力表和截止閥等兩種儀器依次安裝到管道上，將油和汽成功分開。空氣壓力一般保持在0.3～0.5 MPa，這樣封閉效果較好。

4 結束語

本文以汽輪機常見的一種故障為例，以軸封漏氣為基礎，闡明汽輪機漏氣的原因，并給出相應的解決措施，通過改造外加壓縮空氣系統、汽管、軸封體、加熱器等措施，提升汽輪機的工作效率和穩定性，促進電廠的發展。該項改造可以大幅提升電廠的生產效率，提升汽輪機的運行效率和運行安全性，減少成本投入和資源浪費。