汽轮机设备故障诊断与预防探析

汽轮机设备故障诊断与预防探析

马国

华电阜康热电有限公司 新疆昌吉 831500

摘要：汽轮机是当前工业领域应用最广泛的原动机之一，具有操作简单、效率高、使用性能优异的特点，能够充分适应工业领域生产制造的切实需要。在当前工业快速发展的大前提下，汽轮机作为生产制造过程中的重要设备，一旦出现严重故障，将会导致整个工业生产流程严重瘫痪，难以维持正常的生产要求。因此，探析汽轮机故障的解决方法是保证工业生产的重要手段，对其故障分析以及故障预防方法的研究也势在必行。本文以船舶汽轮机为例，介绍了其运行过程中可能发生的故障类型、故障原因及处理方法。

关键词：汽轮机；设备故障诊断；预防措施

引言

在经济发展之际，发电厂发挥着极其关键的作用，其既能帮助社会稳定生产，又能为生产建设、工业建设、商业建设等输送丰富的电力资源，满足生产与建设用电需求。在电厂发电设备中，电厂汽轮机尤为关键。电厂汽轮机是否正常运转，直接关乎电厂发电效率及电厂经济效益。所以，需要保障电厂汽轮机稳定运行，这就要求电厂能针对汽轮机故障加以重视，在实践中排查故障，分析故障原因，以便制定有效的措施处理故障。

1汽轮机简述

汽轮机的工作原理是为发电机提供动力驱动，作为一种旋转式的机械设备，主要由转动部分和固定部分两个组成部分构成。其中转动部分是由叶轮、叶栅和主轴等部分构成，转动部分的转子可传递扭矩，促进能量转换的作用。在运行过程中随着速度的增加会产生高温，在叶片、主轴离心力、叶轮的转动下出现热应力，同时，汽轮机运行过程中产生的蒸汽会随着转子的运行传递到电机内部。汽轮机的另外部分是固定部分，也可称为静子。静子部分主要由喷嘴室、轴承与抽称座、汽缸与汽封、机座与滑销系统构成。火力发电的关键设备汽轮机，凭借其运行效率高、功率大等诸多优势，在发电过程中承担驱动和供热作用。其运行原理是在启动运行过程中通过排气和抽气的机械运动，形成热能并转化为机械能，这种机械能作用于按照设定参数运转各种泵类，从而产生电能，满足人们日常生活所需。

2汽轮机设备故障诊断与预防

2.1轴封体调整

该机组采用梳齿形迷宫轴封结构，轴封前后压差由通流部分决定。减少轴封漏气量主要有两种方法：一是减小轴封漏气面积，即动、静部件之间的间隙；二是改进轴封结构，增加轴封的阻尼系数。本次揭缸之后，吊出各轴封壳体的上半部，通过检查平面有无漏气痕迹、转子上轴封段有无磨损、查看动静部分相对轴向位置是否正确，来判断轴封漏气情况。检修发现轴封漏气的主要原因在于轴封系统，因此需要从轴封系统出发来解决轴封漏气问题。由于不正常的磨损会导致封轴间隙过大，因此需要改变间隙的情况来解决漏气现象。本次检修首先通过假轴法合理调整轴封间隙，按技术要求严格控制轴封间隙质量，确保转子轴封段的阻汽凸缘与轴封块长齿无轴向碰擦等痕迹，中分面压板上无过度膨胀引起的硬印，轴封壳体无裂纹、变形，结合面密封无泄漏，在紧固螺栓的情况下0.03mm塞尺塞不进、接触面积60%以上。其次，严格控制轴封间隙，使前后轴封间隙为0.40~0.60mm，隔板轴封间隙为0.40~0.70mm，轴封壳体与汽缸洼窝配合轴向间隙为0.10~0.15mm。

2.2汽轮机运行过程中的真空下降故障的预防对策

对于汽轮机而言，在运行过程中可能出现真空下降故障，为了避免这种故障，在汽轮机运行前，就应该安排专业人员对汽轮机的供水系统进行检查，及时排查故障，并且在汽轮机投入工作后，还应该定期地进行系统维护，为汽轮机的正常运行提供设备保障。此外，还应该重视汽轮机的抽气设备，检查真空泵的工作性能，确保其气密性满足运行要求。对于汽轮机的冷却塔而言，其运行性能也会对汽轮机产生一定的影响，加强对其热力性能的维护。循环水的流动情况也会影响汽轮机的运行，当水压表显示为0时，要立即进行停机处理，降低机组的负荷，当循环水的温度迅速增加时，则说明水供应不能满足汽轮机的运行要求，应该及时地调整汽轮机的供水量，增加供水。

2.3气流激振现象的处理方法

因为汽轮机在启动过程中出现振动故障的原因有多种，所以首先需要分析振动故障出现的具体原因，然后再根据原因采取合适的振动故障处理方法。在处理气流激振引起的振动故障问题时，首先要针对汽轮机的实际情况进行全面分析，充分掌握气流激振的变化情况，同时还要将分析和观测结果详细记录下来，然后找出气流激振现象出现的具体原因，在这个过程中还应收集汽轮机的振动数据，并将这些数据作为绘制曲线图的重要依据，接着分析汽轮机的振动变化情况，将变化的具体范围和方向确定下来，最后找出气流激振现象产生的原因，根据实际原因采取针对性措施进行控制。此外，严格控制汽轮机的负荷变化，合理调节进气阀的开度，控制进气量大小，使气流激振维持在正常负荷范围内，也是解决气流激振问题的有效方法。

2.4汽轮机真空下降鼓掌解决措施

导致汽轮机真空下降故障的因素众多，所以在汽轮机运行时一旦出现汽轮机真空故障，就需要由专业的技术人员明确故障原因，在这个基础上探讨极具针对性的解决措施。如果因循环系统而导致汽轮机真空下降，就需要打开备用的循环泵，并及时清理循环泵以及出口处的垃圾、杂物，全面检测循环泵是否维持在应有的运行状态下。如果因为真空泵诱发汽轮机真空下降，就需要考虑是否更换真空泵，如果不需要更换真空泵，就要及时维修真空泵。此外，如果是因为蒸汽器满水而导致汽轮机真空下降，大概率是出现了泄漏事件，这就需要叫停汽轮机的运行，进行全面检修。

2.5汽封片故障及检修方法

汽轮机内部汽封片部件的作用是对设备内部蒸汽与空气之间阻绝屏障，避免内部之间互相渗透，由于设备内部蒸汽在压力的作用下，汽封片出现缝隙便会快速泄漏，导致蒸汽快速渗出，内部压力减小的同时，汽轮机运转效率下降。另外，如果汽封片发生泄漏，即便相同蒸汽作用下，会耗费大量的燃料生成蒸汽，资源没有得到充分利用。检修人员在排除故障过程中，首先应检查汽封片当前状态以及预期使用年限，在其使用寿命周期内，应确保汽封片元件的运行功能良好，转子汽封片是在设备内腔体部位与离心运动紧密贴合，如果形成汽封片的损坏多数原因是来源于设备外部的金属残屑影响。为了确保汽封片正常运行，提高使用寿命，日常运维保养过程中应避免任何杂物落入设备腔体内，检修人员在运维过程中要密切观察汽封片，如果发现元件出现残损，应按照相应设备元件更换和安装要求及时更换新汽封片，确保汽轮机高效运转，保证发电厂的生产效益。

结语

综上所述，汽轮机的运行状况直接影响主体设备的运行。因此，要加强对汽轮机的故障诊断，探析汽轮机故障的具体原因，有针对性地采取预防措施，才能够保障汽轮机运行过程中的安全性和可靠性。对于我国工业领域实现深层次的进步和发展具有十分重要的现实意义。

参考文献

[1]李宽宽.火电厂汽轮机异常振动故障排查技术探索[J].中国设备工程,2020,439(3):160-162.

[2]柳磊，马国伟，王新良.基于轴瓦稳定性分析的合缸汽轮机1号轴瓦振动故障研究[J]. 东北电力技术,2020,448(10):59-62.

[3]郭海波.汽轮机冲转过程中轴瓦振动超标原因分析及处理[J].设备管理与维修,2019,460(22):108-109.