電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中的故障及其處理對(duì)策探析

邱以成

華能南通電廠 江蘇南通 226003

火力發(fā)電廠中汽輪機(jī)是維系電力能源供應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施，隨著整個(gè)電力供應(yīng)壓力的增加，汽輪機(jī)運(yùn)行負(fù)擔(dān)逐漸加大，在高荷載、高工作時(shí)長(zhǎng)的條件下，汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中將產(chǎn)生一定的故障問(wèn)題，特別是當(dāng)外部荷載壓力大于設(shè)備預(yù)期設(shè)定值時(shí)，將造成大量的能源損耗，提高企業(yè)的運(yùn)行成本[1]。為此，必須針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題建立相關(guān)節(jié)能舉措及優(yōu)化策略，保證汽輪機(jī)設(shè)備在生命周期內(nèi)可發(fā)揮出最大的價(jià)值效用，保證整個(gè)電力供應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 汽輪機(jī)的基本工作原理

汽輪機(jī)由轉(zhuǎn)動(dòng)部分和靜止部分組成，內(nèi)部主要有汽缸、轉(zhuǎn)子、聯(lián)軸器靜葉片、動(dòng)葉片、汽封和軸承等構(gòu)件，每個(gè)部件會(huì)因不同的因素在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生許多故障。解決汽輪機(jī)的故障首先應(yīng)明確汽輪機(jī)的工作原理。在鍋爐的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后，一次通過(guò)一系列環(huán)形配置的噴嘴和動(dòng)葉，將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。蒸汽在汽輪機(jī)中會(huì)以不同的方式進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，構(gòu)成了不同工作原理的汽輪機(jī)。

2 電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中的常見(jiàn)故障

2.1 汽輪機(jī)振動(dòng)過(guò)大故障

故障原因：由于氣流激振、轉(zhuǎn)子熱變形、摩擦振動(dòng)等原因?qū)е缕啓C(jī)振動(dòng)過(guò)大。氣流激振引起的振動(dòng)具有較大的低頻分量，或在運(yùn)行參數(shù)的影響下振動(dòng)明顯增大；如果轉(zhuǎn)子溫度過(guò)高或蒸汽參數(shù)一場(chǎng)，轉(zhuǎn)子會(huì)產(chǎn)生熱變形，引起汽輪機(jī)振幅增加；汽輪機(jī)內(nèi)部零件摩擦增加也會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)大幅度抖動(dòng)，轉(zhuǎn)子內(nèi)部受熱發(fā)生變化，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子彎曲，產(chǎn)生熱彈性彎曲故障。

2.2 汽輪機(jī)凝汽器真空過(guò)低

故障原因：凝汽器是經(jīng)常發(fā)生故障的設(shè)備，凝汽器真空過(guò)低是汽輪機(jī)常見(jiàn)的故障之一。凝汽器在汽輪機(jī)內(nèi)具有較大的作用，能夠使進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽膨脹為相對(duì)較低的排氣壓力，使熱效率得到提升；凝汽器能夠?yàn)殄仩t提供用水，供鍋爐循環(huán)使用。凝汽器的真空程度能夠直接影響汽輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，當(dāng)凝汽器真空過(guò)低時(shí)，會(huì)造成排氣溫度升高以及汽輪機(jī)振動(dòng)過(guò)大[2]。當(dāng)汽輪機(jī)外部的溫度升高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部的水循環(huán)溫度隨之升高，對(duì)凝汽器的正常工作產(chǎn)生干擾。如果溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致凝汽器的排氣壓力處于過(guò)較高的狀態(tài)，最終導(dǎo)致凝汽器內(nèi)的真空程度過(guò)低。

3 電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中的應(yīng)對(duì)策略分析

3.1 汽輪機(jī)振動(dòng)過(guò)大應(yīng)對(duì)措施

負(fù)責(zé)汽輪機(jī)管理的人員在日常工作中要對(duì)汽輪機(jī)日常運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，還要記錄機(jī)組在滿負(fù)荷情況下的數(shù)據(jù)，把這些數(shù)據(jù)上傳處理，通過(guò)制作曲線圖的方式，觀察曲線的變化趨勢(shì)和范圍，根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)整汽輪機(jī)不同負(fù)荷時(shí)高壓調(diào)速氣門(mén)重調(diào)特性，消除氣流激振；如果是熱轉(zhuǎn)子變形導(dǎo)致汽輪機(jī)振動(dòng)過(guò)大，要及時(shí)更換新的轉(zhuǎn)子，以緩解汽輪機(jī)機(jī)組的異常振動(dòng)，汽輪機(jī)沒(méi)有振動(dòng)力時(shí)，振動(dòng)過(guò)大的現(xiàn)象也會(huì)消除；要解決因摩擦振動(dòng)導(dǎo)致汽輪機(jī)振動(dòng)過(guò)大的故障，需要對(duì)汽輪機(jī)內(nèi)部進(jìn)行觀察，消除因溫度過(guò)高導(dǎo)致內(nèi)部構(gòu)件變形的現(xiàn)象，做好振動(dòng)檢測(cè)工作并認(rèn)真記錄，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)振動(dòng)過(guò)大現(xiàn)象的有效排除。

3.2 汽輪機(jī)凝汽器真空過(guò)低應(yīng)對(duì)措施

當(dāng)發(fā)生凝汽器真空過(guò)低的故障時(shí)，要對(duì)汽輪機(jī)整體的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，探查凝汽器真空過(guò)低故障的原因[3]。①經(jīng)過(guò)檢測(cè)人員的技術(shù)檢測(cè)，確定軸封供汽壓力不足導(dǎo)致凝汽器真空過(guò)低后，檢測(cè)人員要及時(shí)檢查軸封的壓力是否正常，通常情況下，只要把軸封壓力調(diào)回正常范圍內(nèi)即可，如果軸封自身壓力不足，要對(duì)抽風(fēng)氣源進(jìn)行切換，使軸封壓力進(jìn)入正常范圍。②當(dāng)檢測(cè)人員觀察到真空表指示數(shù)值過(guò)低、汽輪機(jī)的排氣缸溫度上升、凝汽器的水位計(jì)升高的現(xiàn)象，可以確定是凝汽器水井水位過(guò)高導(dǎo)致的真空過(guò)低，要找到凝汽器水位上升的原因并及時(shí)把凝汽器的水位下降到正常水位值。

3.3 汽缸部分的檢修

工作人員在檢修汽輪機(jī)氣缸時(shí)，第一步要對(duì)上缸體和下缸體中每個(gè)零件結(jié)構(gòu)有詳盡的了解。氣缸中的零件有很多，其中包含轉(zhuǎn)子和隔板等，能預(yù)防外界空氣進(jìn)入的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)就是汽輪機(jī)氣缸里的真空層，只有檢修人員詳盡了解氣缸里的所有零件，確保氣缸檢修工作順利進(jìn)行，才能保證汽輪機(jī)運(yùn)作正常。汽輪機(jī)氣缸檢修工作包括拆除儀表時(shí)，工作人員注意將安裝在支架上的螺絲卸掉。為了方便安裝，對(duì)拆卸下來(lái)的零部件需要按照順序擺放，并且對(duì)其進(jìn)行標(biāo)號(hào)。首先將氣缸上缸的溫度降到120℃左右時(shí)，再拆卸汽輪機(jī)保溫層。在具體拆卸過(guò)程中要做好防護(hù)，避免雜物進(jìn)入保溫層[4]。拆卸汽缸螺栓過(guò)程中，螺栓不能出現(xiàn)彎曲或者類(lèi)似問(wèn)題。安裝引導(dǎo)桿時(shí)，為了提高引導(dǎo)桿平滑性，一般需要先對(duì)引導(dǎo)桿做抹油處理，然后按照對(duì)角安裝方式安裝。還需要對(duì)氣缸結(jié)合面檢查，檢查氣缸是否存在變形問(wèn)題。在組裝汽輪機(jī)之前，需要檢查所有的汽輪機(jī)零部件，保證零部件完成性的同時(shí)，應(yīng)用封條封堵氣缸內(nèi)的空洞。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，汽輪機(jī)一旦發(fā)生故障，不僅會(huì)給設(shè)備自身造成影響，還會(huì)威脅整個(gè)火力發(fā)電廠的安全運(yùn)行。因此做好汽輪機(jī)日常檢修和保養(yǎng)，嚴(yán)格按照規(guī)范操作，避免一切違規(guī)行為，才能保證汽輪機(jī)正常穩(wěn)定地運(yùn)行，提高火力發(fā)電廠輸電質(zhì)量和效率，促進(jìn)發(fā)電行業(yè)長(zhǎng)足發(fā)展。