電廠汽輪機運行中的常見故障及應對策略探討

張永峰

（深能安所固電力（加納）有限公司，廣東 深圳 518000）

電力已經在人們生活工作中得到廣泛的應用，電力是人們生活中不可缺少的重要能源。當前，電廠生產過程中，離不開汽輪機的運行，只有全面保證設備的穩定運行，才能確保供電效果與質量，更好地服務經濟社會發展。電廠在運行過程中，需要對汽輪機運行狀況做好管控，及時發現日常運行存在的問題，做好修復與維護，使汽輪機設備更加符合運行的基本需求。電廠運行需要各種設備的協調配合，汽輪機是火電廠的核心設備，如果出現問題，就會影響到質量。汽輪機能否良好運行，與日常科學的養護和管理是分不開的，可以說，養護工作是電廠實際運行期間落實管控的一項核心內容。

1 汽輪機的含義與診斷技術

電廠運行是否安全穩定，供電是否良好，汽輪機起到了決定性作用，汽輪機是不可替代的重點設備，如果運行出現問題，則會直接導致電廠供電的不穩定。汽輪機有自身的一套結構系統，從整體結構上看，包括旋轉與靜態兩個部分，各個部分也有各自的子系統，旋轉部分包括主軸、動葉、聯軸器，靜態部分包括軸承、空氣部件、氣缸。各個部分均是保證汽輪機工作的基礎，任何一個部分出現問題，都會影響到整體運行效率。汽輪機工作時，能夠把熱能轉換成為機械能，也就是說通過動葉氣道時，改變蒸汽噴嘴在蒸汽中的方向，這樣就能夠實現葉輪順利旋轉的目標。如果是從工作原理上看，汽輪機也可以分成脈沖式汽輪機與反動式汽輪機兩種類型。從熱力學上看，汽輪機可分為抽汽式汽輪機、背壓式汽輪機、冷凝式汽輪機、加熱式汽輪機等多種形式。在電廠運行中最多使用的是冷凝式汽輪機，這是一種常見設備，其結構較為復雜，包括循環水泵、凝水泵、抽氣器等。

正是因為汽輪機的復雜結構與運行流程，才容易導致各種問題的出現，影響到汽輪機的運行質量。當前，隨著技術的不斷創新與發展，已研究出多種故障診斷技術，有效應用到了故障分析中，能夠及時快速地對故障點做出分析，保證了故障的快速排除。技術主要包括人工審計網絡識別技術、專家診斷、邏輯診斷等。進行設備診斷可用振動法進行初步的確定，使故障位置得到確定，同時也能夠有效推算出故障產生的大體時間，根據故障的成因，做好相關的維護與保養，使故障問題得到良好的解決。

2 電廠汽輪機運行原理

汽輪機運行過程中，需要遵循一般的規律，實際運行期間主要就是將蒸汽能量進行快速轉換，成為機械能旋轉式動力機械，在實際使用過程中，往往是以熱力特征為依據進行汽輪機類型的劃分，包括凝汽式、供熱式、背壓式、抽汽式等。而當前火電廠最常見的汽輪機就是以能源為基礎帶動的設備，其能源主要為煤、石油、天然氣，以主要燃料作為電廠汽輪機運行的能量，以此保證汽輪機良好的生產性能。汽輪機運行有自身的原理與流程，在實際生產時，主要就是通過大量的能源輸入，燃料在鍋爐中燃燒和加熱后，就會出現水蒸汽，再通過特殊的汽閥和調節汽閥快速到達汽輪機中，通過嚴格工序流入到環形安裝噴嘴柵和動葉柵，再做好膨脹做功的環節，人工轉換再產生一定量的推動汽輪機轉子旋轉機械能，這樣最終對聯軸器驅動發電機形成電能，再把電能向外部傳輸，服務人們生活與工作。

3 電廠汽輪機運行中的故障

3.1 軸承損壞故障

電廠汽輪機運行中會出現各種不同的故障，影響到了汽輪機的穩定性，對于常見的故障要及時進行修復，避免出現更大的問題，其中，軸承損壞故障是最為重要的故障，出現損壞則會導致汽輪機無法正常運行。一般情況下，軸承運行故障包括軸承磨損和破裂，另外，受機器設備長時間工作的影響，也會導致一定的損壞，惡劣條件下作業的汽輪機還可能會形成外力碰撞。為了解決好這些故障，則可能對普通軸承進行一定的潤滑，提高運行的整體質量與效果，利用固定間隔避免滾珠和金屬結構的互相磨損，如果在潤滑處理中使用不好的油質，不但會影響到運行的質量，更會導致軸承準確度不足。在環境的影響下溫度與濕度會產生變化，也是造成軸承物理損壞的成因。

3.2 真空下降故障

汽輪機真空下降故障也是主要的故障問題，一般導致汽輪機真空下降的成因非常復雜，要根據下降的影響因素針對性做好解決措施，真空下降因素包括快速下降和緩慢下降兩種情況，如果真空出現了下降現象，則會導致汽輪機運行效率的不穩定。汽輪機循環泵如果沒有足夠量的水，就會造成進口和出口之間的巨大溫差，設備就會出現緩慢下降現象，設備工作效率提不上去，從而影響整體的運行質量。循環泵壓力下降至零，則汽輪機的真空度也會隨之快速下降，這樣，各部位的零件就形成了相互擠壓的情況，加劇了零件之間的摩擦力量。另外，汽輪機發熱也時有發生，如果出現這樣的狀況，則說明真空降低了，機器運行時間過長是造成這種現象的成因。

3.3 油系統故障

電廠運行是一個整體的系統性運行，任何一個部分出現問題，都會導致設備運行的故障，傳統設備在長期運行中，出現了老化陳舊的問題，一些電廠運行缺少對設備的日常維護與保養，沒有及時做到設備檢測，很多的設備出現了油系統故障，一般用了五年的汽輪機就會出現這樣的情況，主要是缺乏足夠機油潤滑造成的，相應機組就會不靈活，產生一定的摩擦，影響到了設備的安全性，最終造成電力供應質量下降。處理不當，在繼續不斷摩擦中，甚至會對設備元件產生巨大的損壞，使汽油機壽命下降。從實際的運行中看，影響油系統故障的還有油位變化，如果增高和降低均能夠造成機油的泄漏。

3.4 葉片受損故障

汽輪機葉片是最為重要的部分，要做好日常的保養與養護，如果葉片受損則會造成設備的性能下降，當前，葉片受損的因素有設計和環境兩種。設計因素主要就是設計過程中，沒有充分考慮到后期的使用，在硬件自身上存在大的缺陷。在設計過程中，需要根據各類參數做好嚴格計算，使各個部分都相互匹配，但是，在實際設計時，沒有嚴格執行標準規范，而生產過程中也沒有遵循圖紙設計的標準，最后生產出來的設備不符合標準，葉片受損后則會和設備發生沖突。值得一提的是，生產過程中，往往會用質量不好的材料，增加損壞率。環境因素也是造成葉片損壞的主要成因，一般水流和溫度均會影響到葉片的工作，物理損傷后就會出現葉片折斷。

3.5 調速系統故障

汽輪機閥門和閥桿是主要的結構，在運行過程中，起到了調速的作用，如果調速系統運行不合理，就會出現問題，比如當機器長時間運行后，閥桿會出現鹽垢的現象，不利于設備的穩定運行，汽輪機負載加重，往往會在問題部位出現磨損，造成設備問題。另外，使用質量低劣的機油，往往會在運行時影響潤滑，導致機器卡澀，相關的零器件空隙則會造成設備部件配合困難，摩擦力越大損壞活塞缸壁的情況越嚴重。

3.6 油膜振蕩與轉子摩擦振動

汽輪機的運行是一個高速的運動過程。在這樣的高速運行情況下，往往會出現個別的振蕩，油膜振蕩是最為多見的問題，油膜在高速運行中一般會承受較大的壓力，油膜穩定性不足。如果油膜振蕩，那么汽輪振動速度就會不斷加快，形成不穩定的運行，汽輪機轉軸波動加大，影響到了設備的穩定性與安全性，導致這種現象的成因是油膜和汽輪機間摩擦力加大。另外，轉子摩擦受振幅和振動頻率影響大，有一定的波動，如果長時間摩擦現象得不到解決，就會在運行中產生渦動，汽輪機中的轉子是一個特殊的裝置，其部位較重要，如果高溫和高壓均會出現腐蝕，轉子振動就會高頻出現。

4 電廠汽輪機運行常見故障應對策略

4.1 汽輪機真空下降故障應對策略

要想全面保證汽輪機的良好穩定運行，則要對各種故障進行處理，為能夠有效應對汽輪機真空下降問題，則需要在汽輪機運行中提取相關的參數，對數據做好正確的分析，找到問題的故障成因，根據不同的成因解決好真空下降故障、真空緩慢下降故障的問題。因為真空下降故障問題可能影響到汽輪機的穩定性，如果處理后還得不到解決，則要通過降低汽輪機負荷的做法，強制性阻止真空下降，避免出現大的損壞，全面提高汽輪機運行質量與效率。

4.2 汽輪機軸承損壞應對策略

汽輪機實際運行過程中的軸承損壞是比較多見的情況，軸承出現了問題，則需要從部件的問題查找，看是否是設計的問題，設備的內部部件質量達不到使用標準，則要更換設備軸承，避免損壞其他部件。在高溫狀況下的汽輪機軸承運行，需要有一定的支撐力，如果支撐能力不強，則會導致運行中的破壞，當發現破損軸承后，就要第一時間進行維修，否則會降低汽輪機實際作業能力。汽輪機軸承必須要具備自身支撐和聯動，如果起不到作用，則要強制中斷運行，進一步查找成因。此外，日常要做好維護與檢測，為能夠正確處理汽輪機軸承損壞故障，就要以預防為主，全面避免出現故障問題，保證設備穩定性。汽輪機使用前檢測必不可少，設備投入使用之前，要由相關專業的技術人員做好標準性測試，根據出廠的標準做好性能檢測，這樣就能夠提前做好預防，避免運行期間的故障問題發生而影響到汽輪機性能。設備檢測如果沒有問題，則說明設備可以投入使用，但這樣并不能說明今后就沒有必要進行檢測，還需要做好安全性的檢測，這樣才能有效預防問題的出現。專業技術人員只有對安裝軸電流裝置、汽輪機實際溫度等進行檢測，測試正常穩定運行后，才能夠將汽輪機投入使用。

4.3 汽前泵非驅動端軸承溫度高應對策略

汽輪機運行往往出現汽前泵非驅動端軸承溫度過高的問題，運行中的溫度超過60℃，有的還會接近70℃，這是設備運行的上限，為了保證溫度符合設備運行需求，就要做好降溫處理，根據不同的狀況，在軸承室外臨時使用冷水降溫，這樣就能夠使軸承溫度降到55℃之下，提高軸承的運行質量。進行降溫處理時，要對水嚴格檢測，避免外接冷水的直接進入，一般情況下，需要使用軸承室自身冷卻水，外接冷卻水是非常危險的，溫度過低不僅會造成加油孔的損壞，而且軸承燒毀的幾率速度也會增加。檢修技術人員要做好汽輪機汽前泵非驅動端軸承檢修，要對各個部位進行檢測，及時發現軸承損壞的現象，一般包括軸承滾道、滾柱層脫層和裂縫，如果出現問題，則會在運行時加大軸承摩擦力量，軸承無法正常運行；還要對軸承室進行檢查，避免存在大量雜質；要嚴格使用軸承潤滑油，保證符合設備運行需求，不能使用劣質的油質，油質不對會產生溫度高的問題。所以說，專業的檢修技術人員要嚴格控制好各種故障，從更換汽前泵非驅動端軸承做起，細致清理軸承雜質，使汽前泵非驅動端軸承實際溫度控制在55℃之下。

4.4 汽前泵非驅動端軸承燒毀應對策略

汽前泵非驅動端軸承溫度過高，往往會造成設備的非正常運行，進行測量時實際溫度突然上升至70℃是很危險的問題，有的控制不當甚至會上升到90℃。為了保證設備安全，則要緊急停止泵狀態，這樣才能避免出現更大的損壞，保證設備的安全。檢修技術人員要及時發現問題，檢修期間如果發現油杯中是半杯油，而油還能沿著加油孔流入到軸承室，則需要堵住最初油杯排氣孔；油杯是假油位的，會對軸承造成燒毀。對前泵非驅動端軸承進行檢驗和維護時，專業人員要對軸承室油位進行檢測，及時發現油位的問題，如果位置不足正常高度要進行補油，細致檢查油杯排空孔是否存在堵塞現象。合理控制好軸承室實際溫度，避免出現溫度突然升高的現象，此時需要檢驗軸承室油路的問題，根據不同的成因解決好故障問題，保證設備良好穩定運行。

4.5 汽輪機系統故障應對策略

電廠汽輪機在實際運行中，內部油溫過高或超出溫度標準，均能夠造成系統故障問題，如果系統溢油，就會導致系統閥門故障。要合理控制好油箱冷卻水溫度，一般保持在30℃，冷卻水水壓急劇下降，會造成設備的運行故障，使設備運行不穩定。因此，要全面做好故障的分析，如果出現上述問題，不難發現就是汽輪機油系統掛閥的問題，不能快速打開油動機閥門，進而使系統產生漏油或閥門難開的現象。

為了有效解決好問題，電廠汽輪機系統故障要由專業人員進行檢測，檢修技術人員對電磁閥門進行檢測，查看是否存在卡死狀態，對油系統及設備做好全面的檢測，避免油系統出現雜質，存在雜質要將其及時清理干凈，防止這些雜質對系統的軸瓦和軸頸造成磨損，避免雜質堵塞調節閥，在雜質清理過程中，要全面打磨拋光，保證維護效果。

4.6 葉片受損故障應對策略

葉片受損要分析是內因還是外因，內因產生的故障，要及時和生產部門溝通，查找設計上的不足，選擇合適的葉片做好更換，汽輪機運行差異性決定了選擇不同的葉片，要保證兩者符合標準，才能保證運行的質量。外因就要查看水流沖擊力的情況，要及時做好調節，減少葉片磨損，要有效緩解水流壓力，對故障問題進行全面解決，保證軸承溫度在合理范圍內，要對相關的數據做好保存記錄，對比參數后做好調整。

4.7 調速系統故障應對策略

汽輪機調速系統卡澀影響到設備的運行，要做到定期的檢查，使用質量好的潤滑油，以此保證系統內部零件潤滑性能。定期做好清洗，提高汽輪機密封性，避免出現漏油，對磨損大的部件要及時換掉，保證止逆閥密封。

5 結束語

綜上所述，汽輪機問題影響到了電廠的工作效率，要全面做好故障問題分析與解決，避免出現大的問題，影響到設備的穩定性。專業人員要做好設備的日常檢測，及時更換、清洗，在保證汽輪機穩定運行的基礎上，進一步提升電廠發電效率。