电站汽轮机通流部分故障探讨卢东光

电站汽轮机通流部分故障探讨卢东光

卢东光

（广西华银铝业有限公司广西百色533700）

摘要：尽管我国风力发电与水力发电都获得了极大的发展，但火力发电目前依然是我国电力发电的主力，电力发电在总发电量中的占比仍然在８０％以上，并且在短时间内不会降低。作为火电厂原动机的汽轮机，对火力发电具有非常重要的作用，其中通流部分，更是关系着火电厂发电过程的安全与否。因此，对汽轮机中通流部分进行故障诊断，现实意义尤为明显。

关键词：汽轮机；通流故障；分析

当汽轮机在进行运作时，流通部分起着非常重要的作用，因此，对流通部分的故障进行检测是非常有必要的。在进行这一部分的检测的时候，不仅仅有上文所述的两种方法，还可以用模糊算法和遗传算法的方法，这样就能保障汽轮机的正常运行。

一、汽轮机工作基本原理

汽轮机在火力发电方面表现出很多的优点：具有很高的单机功率，寿命时间长，同时能够取得很高的运行效率。蒸汽透平可以概括为汽轮机的工作原理。汽轮机依靠旋转这种方式将蒸汽中的能量向机械能转化。

汽轮机当中存在的蒸汽是从锅炉里面产生的，在蒸汽流向汽轮机内缸中流入之后，会按照动能原理，按照某种秩序把蒸汽配置成环形，汽轮机中的动叶与喷嘴在这个阶段会充分利用蒸汽的热能，在运行过程中转化为旋转机械能。由于汽轮机在蒸汽转化使运用了多种方式，因此能量转化率与机械能转化率之间呈现出一定的差距，汽轮机在性能方面、工作原理方面同样存在差异。但是其在总体构成方面是有很大的相似性的，即气流通道部分均有排气缸％进汽装置与通流部分。

二、通流部分的工作原理

通流部分由３个部分构成，即低、中、高３个压力部分，３个压力部分又共分为５８个等级。

2.1高压部分

高压部分的压力由１个单列式调节级压力和１１个等级的压力级构成。其中调节级的叶片为三叉三销的联体式叶片，这种冲动式的结构具有强度高的优点；１１个压力级的叶片，则选择方钢材质制作而成，并分布于静叶持环之上，根部与焊带紧密焊连，安装于直槽内层的隔板，并使用L型填隙条将其牢固锁紧。填隙条则被安装于直槽内的附加槽中，动叶叶片依然选择方钢材质，并将可控制的涡叶片制作成“倒T”形，叶片与叶槽之间锁紧。鉴于高压部分的压力非常高，T形可以更加有效地防止蒸汽发生泄漏。

2.2中压部分

中压部分有２×９级，共１８级，由级数相同的气缸内静叶片与转子轮上动叶片构成。中压部分通过弹簧进行汽封，以确保转子和叶片围带之间的径向间隙不会过大。若二者发生摩擦与碰撞，弹簧会发生退让和挠曲，汽封的封齿磨损程度也可以相应降低。静叶片为方钢铣制而成，叶根与围带紧密焊接成整圈的隔板，在水平中分面进行切割，可以形成上下两个部分。

2.3低压部分

低压部分的通流部分由级数相同均为７个等级的气缸内静叶片与转子轮上动叶片构成。因为通流部分为双流式，因此，压力级为２×（２×７）共２８级。低压部分借助弹簧汽封缩减转子和叶片围带之间的径向间隙，通过弹簧的退让和挠曲来降低二者摩擦与碰撞过程中导致的封齿磨损程度。低压部分的静叶片，其中１——５级的叶片选择方钢材质经过铣制制作而成，叶根与围带紧密焊接，共同组成整圈的隔板，于水平中分面锯开将会形成上下两个部分，其中气缸内的隔板使用L型填塞条锁紧，填塞条再使用冲铆方式在附加槽内胀紧。

三、汽轮机通流部分的常见故障现象

汽轮机的通流部分作为汽轮机的重要的组成要件之一，也往往是汽轮机最常发生故障的部分。因此，我们要想保障汽轮机的安全运行就应当首先解决汽轮机通流部分的故障问题。通常情况下，汽轮机通流部分的常见故障大致可分为以下两大类：

3.1汽轮机通流部分的突发性故障

汽轮机的通流部分常常会因为其通流面积发生突变而引起一系列的突发性问题，进而造成汽轮机通流部分的突发性故障。特别是汽轮机的通流部分往往是在较大的压力或温度下进行长时间运行工作的，这就容易导致其调节级交变热应力的作用下出现一些破损或腐蚀的问题，从而进一步造成进汽阀门、阀杆或叶片的脱落及断裂现象的发生，严重影响了汽轮机的正常工作，并容易造成一些安全事故，需要我们加倍注意。

3.2汽轮机通流部分的渐变性故障

汽轮机通流部分作为汽轮机日常工作量最大的器械部分，往往会因使用时间过长或使用频率过高而产生通流通道长期结垢或磨损的现象，进而引起的一些汽轮机通流部分的渐变性故障的发生。

这种渐变性故障主要包括压力级故障、轴封磨损以及调节汽门和调节级的故障等。其中压力级产生的故障多数情况下是指汽轮机通流部分出现通道结垢或叶片断裂的问题，进而使通道面积发生变化，从而影响了调节级的正常压力值。轴封磨损也是汽轮机通流部分较常发生的故障之一。这是因为在汽轮机运行过程中，特别是在其启停或变更负载时，往往会因为技术员操作上的失误等原因而导致轴封间发生接触或碰撞，由此加大了了轴封的磨损程度或各缸的漏汽程度。此外，汽轮机通流部分的通流通道中常常会遗留一些的从汽轮机上脱落的金属碎屑，进一步造成汽门和调节级的磨损，并加剧了通道的堵塞程度。

四、汽轮机通流部分故障的诊断方法

汽轮机通流部分的安全高效运行，对于气流机整体的有效运行及保障火电厂的安全具有十分重要的意义。这就要求我们必须在全面了解气流机通流部分的常见故障的同时，熟练掌握一些关于气流机通流部分故障诊断的专业方法。常用的汽轮机通流部分故障的诊断方法主要包括现场检查、热力参数诊断、振动诊断以及更为智能化的人工神经网络故障诊断等。

4.1现场检查的故障诊断方法

当我们对汽轮机通流部分发生故障进行诊断时，我们首先要对故障现场进行全面的、仔细的检查，以便判断造成气流机通流部分故障的切实原因。首先应确认是否有明显诱因；然后应检查６级高调门的开启状态以及运行状况；若听到异常声响，则需对门前后进行压力检查，以判定是否是门芯掉落造成的故障。

4.2热参数比较的故障诊断方法

热参数比较是进行汽轮机故障诊断的常用方法。这是因为当气流机的通流部分发生故障时，其蒸汽压力与调节压力就会出现明显的上升。因此对汽轮机通流部分的各项运行数据进行监测，并以汽轮机在高调门全开的情况下所出的最高工况为标杆，与当前高调门的全开参数进行一个比较。若数值明显下降，则可诊断出通流部分的故障为异物堵塞通道造成通流面积缩小。

4.3人工神经网络的故障诊断方法

随着科学技术的不断发展，人工神经网络的故障诊断方法已成为一种备受关注的新型故障诊断技术。人工神经网络一般会分为输入层、隐层和输出层。其中，输入层将接收到的输入信号传递到隐层中利用一定的算法进行信号的处理，进而在输入层输出结果并诊断故障类型和故障原因。

结语：

在汽轮机运行过程中，通流部分具有十分重要的作用，但无论是传统的热力参数诊断与振动诊断，还是当前的智能化诊断技术，均无法对汽轮机运行过程中可能会发生的故障进行完全的、准确的判断，针对此，研发人员应当对汽轮机运行时的热力参数的变化特征进行不断深入的分析，补充故障样本，提高故障诊断技术准确性，确保电厂发电系统的安全、可靠运行。

参考文献：

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