火電廠汽輪機輔機常見故障及檢修技術(shù)研究

萬菊平

摘要：近年來，電力已逐漸成為現(xiàn)代社會發(fā)展中所必需的重要能源，而電力主要是來源于火力發(fā)電，因此，火電廠運行的穩(wěn)定性及安全性則顯得至關(guān)重要。在火電廠中，因汽輪機組的運行環(huán)境相對特殊，加之其本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，致使在運行期間故障的發(fā)生率也相對較高，汽輪機組運行是否異常會對火電廠的工作質(zhì)量與效率產(chǎn)生直接性影響。本文通過對火電廠汽輪機輔機中常見的故障情況進(jìn)行分析，以此提出相應(yīng)的檢修方案。

關(guān)鍵詞：火電廠;汽輪機輔機;故障;檢修技術(shù)

在我國，大部分發(fā)電廠均是以汽輪機進(jìn)行發(fā)電，因此，汽輪機的運行狀況針對發(fā)電機而言具有較大影響，若機組在運行期間出現(xiàn)了嚴(yán)重故障，則會導(dǎo)致發(fā)電受阻，從而對人們的日常生活與生產(chǎn)造成障礙。另外，電力在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中也會著重要作用，若故障頻發(fā)則會對經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高產(chǎn)生一定阻礙，因此，應(yīng)對汽輪機及其輔機等的故障情況引起高度重視。

一、對汽輪機輔機進(jìn)行檢修的必要性

針對電力能源輸出而言，火電廠是其重要環(huán)境，主要是以機械能與電能間的有效轉(zhuǎn)換進(jìn)而為用電人群提供持續(xù)性的能源供給，已滿足社會的發(fā)展需求。受管理理念、現(xiàn)代化技術(shù)等不斷完善與優(yōu)化的影響，對汽輪機的運行與檢修也不能單純局限在停工檢修，而是通過檢修技術(shù)創(chuàng)新的方法，實現(xiàn)汽輪機輔機連續(xù)工作下的檢修，避免因停工檢修而對供電造成不利影響。

通過對實際檢修進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在汽輪機輔機運行過程中若能夠及時查出其隱性問題，則能夠使得設(shè)備因高負(fù)荷運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的過度損耗情況明顯減低，進(jìn)而使得主體系統(tǒng)運行的可靠性與穩(wěn)定性得到保障，利于提高輔機設(shè)備的使用壽命[1]。另外，定期對火電廠汽輪機輔機開展檢修工作，還能夠使得電廠設(shè)備的運行及維護(hù)質(zhì)量得到有效保證，使得有關(guān)設(shè)備能夠以較好的狀態(tài)投入到工作當(dāng)中，利于成本節(jié)約的同時設(shè)備運行的安全性也可得到加以提高。

二、汽輪機輔機的常見故障

（一）循環(huán)水泵裝置故障

在汽輪機輔機運行的體系當(dāng)中，若循環(huán)水泵裝置發(fā)生故障，則會影響水驅(qū)動環(huán)節(jié)，甚至還會造成循環(huán)水泵空負(fù)荷運轉(zhuǎn)，以致無法達(dá)到預(yù)期的節(jié)流效果。同時，依據(jù)當(dāng)前循環(huán)水泵的運行方式而言，大部分火電廠的運轉(zhuǎn)工序均是以調(diào)節(jié)工藝為主，其系統(tǒng)運行成本相對較低，但該模式對于整個操控體系來說，其本身形成的調(diào)控模式無法實現(xiàn)精度化的調(diào)控，如，無法實時化調(diào)控借助循環(huán)速率及循環(huán)工況，從而導(dǎo)致內(nèi)部氣壓差產(chǎn)生一定波動，進(jìn)而影響循環(huán)結(jié)構(gòu)下的真空環(huán)境，使得整個系統(tǒng)的運行效率降低[2]。另外，若汽輪機長期處于低負(fù)荷運轉(zhuǎn)當(dāng)中，則會導(dǎo)致既定運行參數(shù)存在差異，主系統(tǒng)的運行需求無法得到滿足，上述問題針對循環(huán)水泵裝置而言，主要體現(xiàn)為運行功耗明顯增加，從而使得設(shè)備的運行成本間接性遞增。

（二）異常振動

汽輪機組在運行期間，異常振動屬于較為普遍的一種故障情況，不規(guī)則振動會導(dǎo)致系統(tǒng)運行紊亂，從而使得整個汽輪機組總體故障的發(fā)生率明顯增加。依據(jù)當(dāng)前震動的形成原因分析顯示，主要包含摩擦共振、激震以及齦轉(zhuǎn)子受熱而導(dǎo)致的振動等問題。其中，摩擦共振主要是指汽輪機輔機在運行期間，因內(nèi)部相鄰組件存在無法避免的摩擦而導(dǎo)致，上述情況現(xiàn)象的存在會使得汽輪機組產(chǎn)生渦動現(xiàn)象或抖動問題。在運動摩擦期間，內(nèi)部轉(zhuǎn)子溫度以局部溫度升高為主要表現(xiàn)，對于剛性部件而言，會產(chǎn)生以熱彈性彎曲的一個變動形態(tài)，進(jìn)而使得大部件運行期間的振幅明顯增大;激震則是指受氣流沖擊的影響，汽輪機組本身會陰氣流沖擊而導(dǎo)致低頻分量問題出現(xiàn)，若由該問題所映射出的工作參數(shù)明顯大于預(yù)期設(shè)定值時，則會因設(shè)置不規(guī)范而導(dǎo)致振幅增加，進(jìn)而使得汽輪機組出現(xiàn)異常振動的情況;最后，因轉(zhuǎn)子熱變形而導(dǎo)致的摩擦問題是較為嚴(yán)重的問題之一，其原因為，裝置在運行期間所產(chǎn)生的溫度值會度熱形變系數(shù)造成一定影響，若整個轉(zhuǎn)子部件所產(chǎn)生的形變狀態(tài)與設(shè)備運行最大極限值相比明顯較大時，勢必會增加汽輪機設(shè)備的振幅，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)震動。

（三）凝汽器真空偏低

針對火電廠中的汽輪機輔機而言，凝汽器是其關(guān)鍵的構(gòu)成部分，主要包含循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵以及抽氣裝置等，針對凝氣設(shè)備而言，讓汽輪機內(nèi)部的排氣口維持在較為適中的真空狀態(tài)則為其主要功能，使得汽輪機內(nèi)部的蒸汽可通過適度膨脹從而使得排氣所受到的壓力降低，從而使得汽輪機的熱效率得到顯著提高[3]。同時，還可將汽輪機運行期間所排出的蒸汽快速凝結(jié)為凝結(jié)水，供鍋爐循環(huán)使用。汽輪機在運行過程中，其凝汽器的排汽壓力與總體的運行效率緊密相關(guān)，凝汽器的真空程度也會影響汽輪機的正常運轉(zhuǎn)。若凝汽器的真空度持續(xù)降低，則會使得排汽溫度不斷升高，進(jìn)而因振動較大而導(dǎo)致故障發(fā)生，且伴宿溫度的不斷遞增其振動幅度也會相應(yīng)增大。循環(huán)水的溫度會伴隨外界溫度的升高而升高，因此，凝汽器的吸熱量及蒸汽的冷凝度也會在一定情況下受循環(huán)水溫的影響，導(dǎo)致排氣壓力持續(xù)性遞增，最終使得凝汽器內(nèi)部的真空降低，而凝汽器結(jié)垢及真空的氣密性均會對汽輪機凝汽器的真空程度產(chǎn)生一定影響。

三、汽輪機輔機的檢修

（一）循環(huán)水泵檢修

在汽輪機輔機中，通過對循環(huán)水泵所出現(xiàn)的故障問題進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，對其故障情況在處理期間，應(yīng)對巡皇水泵在汽輪機整體機組中的功能加以明確，通過與設(shè)備故障所出現(xiàn)的表面征象相結(jié)合，進(jìn)而對故障所產(chǎn)生的具體位置進(jìn)行有效判定，以便使得故障檢修的精準(zhǔn)度得到加以提高。通過對實際運行工況進(jìn)行分析顯示，若外界工作負(fù)荷在基準(zhǔn)指標(biāo)當(dāng)中，則可將因循環(huán)水泵而導(dǎo)致的供水故障確定為凝汽器裝置當(dāng)中，該問題發(fā)生的主要原因為，凝汽器裝置在運行期間會產(chǎn)生一定的雜質(zhì)，若該雜質(zhì)對內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成堵塞，那會就會使得水體循環(huán)量降低。對該情況在檢修期間，可采用疏通裝置對凝汽器裝置內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)行有效清除，直至其內(nèi)部結(jié)構(gòu)重新為真空狀態(tài)時，則表明可繼續(xù)投入到正常使用當(dāng)中。另外，需注意的是，水體循環(huán)期間，內(nèi)部水體的體積會逐漸減少，此時則需依據(jù)荷載運行模式進(jìn)行定期的水體添加，從而使得水循環(huán)的荷載量得到有效保證。

（二）異常振動的檢修

對該類故障情況進(jìn)行檢修期間，應(yīng)首先對轉(zhuǎn)子部件是否破損進(jìn)行詳細(xì)檢查，若存在變形則需及時更換新轉(zhuǎn)子。而對于機械部件中的摩擦情況進(jìn)行處理的過程中，則需考慮部件運行過程中基準(zhǔn)參數(shù)是否具有間隙較大或碰撞等問題，若存在則需及時對有關(guān)部件加以優(yōu)化。對于汽輪機組中存在的氣流激震情況，需首先對汽輪機末端的葉片進(jìn)行合理調(diào)整，或者更改氣閥的輸入值，從而使得因氣流而導(dǎo)致的振動問題得到有效避免。

（三）凝汽器真空度的檢修

火電廠內(nèi)的汽輪機輔機運行期間，主要是采取喉部下凝汽器側(cè)的灌水撿漏或?qū)φ婵障到y(tǒng)停機的方式，以此判定凝汽器是否存在真空度偏低的情況。另外，還需進(jìn)一步增強對汽輪機軸封及噴嘴進(jìn)行檢查與清理，使得機組泄露情況得到有效避免，抽氣效率加以提升，借助化學(xué)除垢的方法對凝汽器進(jìn)行定期清理，也能夠使得凝汽器真空度降低的問題有效減少。

綜上所述，在火電廠中汽輪機輔機故障的發(fā)生，大多可通過易損部件的定期更換、常見故障檢查以及系統(tǒng)清洗等方式進(jìn)行減少或避免，因此，作為火電廠應(yīng)通過積極引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備與管理方案，定期對汽輪機輔機常見的故障情況進(jìn)行檢查與統(tǒng)計，并對故障的發(fā)生原因及解決方案等進(jìn)行總結(jié)與歸納，以避免下次相似故障的發(fā)生，通過采取合理、有效的故障排除方案，能夠使得火電廠汽輪機械正常運行狀況得到保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭宏恩.核電汽輪機凝汽器運行參數(shù)動態(tài)特性仿真研究[J].中國測試，2019，45（8）：59-64.

[2]陳浩，李鵬，滕維忠，等.火電廠供熱機組汽輪機低壓轉(zhuǎn)子嚴(yán)重積鹽，腐蝕原因分析及處理[J].熱力發(fā)電，2019，48（8）：135-138.

[3]白云山，蔡燦，石永鋒，等.某F級燃?xì)廨啓C發(fā)電機組振動故障診斷及處理[J].汽輪機技術(shù)，2019，61（3）：74-76.