火电厂机组汽轮机本体检修的研究

火电厂机组汽轮机本体检修的研究

陈文超

(神华福能（福建雁石）发电有限责任公司福建龙岩364000)

摘要:汽轮机是电力发电的重要动力来源之一，也是发电的重要能源转换器。火电厂汽轮机多在高温、高压、高转速的环境下连续运行，运行时间长会出现故障，所以应当重视汽轮机（特别是本体）的检修工作。文章首先对汽轮机本体多发故障进行分析，然后对汽轮机本体检修的诊断方法与措施进行介绍，以供参考。

关键词:火电厂；汽轮机本体；故障检修

汽轮机普遍应用于火电厂中，是构成火电厂发电用的关键设备，如果发生故障，会带来极大影响。所以，加强汽轮机组的本体检修工作尤为重要。研究汽轮机的检修，在检修中同时升级设备，减少机组所需热量，让汽缸汽缸获得较高的内效率。

1机组汽轮机的内部构造

大型火力发电机组高中压缸普遍采用双层缸结构，减小了汽缸内外壁的压差和温差，减小热应力，有利于机组启停时汽缸的加热和冷却。低压缸为3层缸结构与对称分流，减小汽缸肿胀不良对内缸产生的热应力和变形；高、中压转子直径小，使用无中心孔合金钢的整体锻造的转子，高压转子的组成分别为1个冲动式调节级、8个冲动式压力级；中压转的组成为6个冲动式压力级；低压转子为双分流合金钢的整体锻造的转子，各缸正反向7级反动级。汽轮机共有6个支持轴承和1个推力轴承，1号、2号、3号、4号、5号、6号支持轴承全部采用四瓦可倾式轴承，2号轴承座原轴系轴向位置在定位上借助安装在推力盘的两侧的推力盘，推力盘包围在至少2个止推垫片与部分滚动体组成的推力轴承中，构成机组动静之间的死点，轴承支撑的旋转体—转子借此朝两端膨胀。

2火电厂汽轮机组常见故障分析

2.1异常振动

汽轮机某些时候，可能会发生异常振动的状况，造成这样振动的可能因素有很多，在进行检修的过程中需要对诸多细节进行注意。

（1）造成异常振动的原因，可能是因为转子质量的不平衡，由于转子的质量不平衡，所以在进行旋转的过程中，会由于两边质量的差异而产生了离心力，使转子向某一边偏向转动。由于离心力造成的振动往往具有周期性，所以可以采集到比较固定的信息。而解决这种振动故障的方式，主要从离心力的角度入手，可以对转子的局部增加部分质量，使整个转子质量平衡，也可以采用高速动平衡的方法进行改善。

（2）造成这样振动的原因，可能是由于轴承安装精度未能达到相应的要求。如果机组轴承座安装本身不符合规范，存在偏差，那么轴承的几何中心便无法重合于转子的受力中心，转子机械便会发生偏转，而这样偏转带动的便是整体轴承的运动，使轴承座与轴承体一起振动。利用可倾瓦修补是解决这种问题的主要方式，并且随着技术的不断发展，可倾瓦的使用越来越广泛，它可以通过油膜的压力，产生一个向心力，使转子可以固定在轴中心的圆点位置，从而有效的避免油膜所产生的振动，使轴承可以在工作时自己摆动。

（3）造成振动的最后一个原因，是滑销间隙控制的不到位。滑销间隙控制不到位是指轴瓦间隙或轴承盖之间安装过程中，精度未能进行较好的控制。一旦预紧力的控制具有偏差便会引发振动状况。预紧力太大，所带来的接触力便会增加，零件会由于受不了相应的压力而变形。但如果预紧力太小就会导致轴瓦和轴承无法有效的贴合，从而不断的振动。

2.2超速转动

由于汽轮机是属于机械设备，内部具有较多的机械设施，并且长期处于高速运转的过程，为发电机提供所需要的能量。为了实现机械能到电能的转换，汽轮机需要长期承受巨大的外力，一旦发生速度调节失灵的状况，便会无法控制转子的转动速度，转子便会以超级高的速度进行飞快的旋转，使机械所受到的力超出了它本身的限度。这时汽轮机的转子就有可能因为发生了断裂而飞出，或是转动中的叶片甩出，在高速的带动下，会发生极大危害的安全事故。因此，一旦汽轮机出现了超速转动的现象，需要立刻对其进行控制并进行维修，避免严重事故的发生。

2.3水冲击影响与油系统的故障

由于汽轮机的密封程度较低、机组甩负荷、暖管不充分、锅炉满水等原因，造成部分水或水蒸气进入到汽轮机的内部，从而对高速旋转的转子叶片造成冲击。水滴对叶片的冲击会给叶片正常运行带来影响，严重的可能会发生变形或断裂，给汽轮机组的安全运行带来隐患。因此，在整体机组进行工作时，必须对水蒸气的品质严格要求，防止蒸汽压力或温度的改变对机组安全运行造成严重的影响。避免水蒸气由于温度降低而液化成小水滴进入汽轮机中的状况发生。油系统故障是指润滑油在使用的过程中，由于发生了某些化学变化或是物理变化，而造成的润滑油变质，使其不再具有润滑的功效，从而无法实现减少零件之间摩擦力的功能，导致零件间的磨损增加。比如润滑油被氧化、润滑油被混入了其他杂质等。油系统故障会加重零件在运行过程中的磨损，使调速系统部件氧化造成调速系统卡涩引发机组超速等事故。

3汽轮机本体诊断方法及检修举措

3.1诊断方法

汽轮机在出现故障时，通常振动也会随之出现，所以，对振动的特性予以细究，以便发现故障的根源。详细步骤如下：

(1)把振动频率、振幅、相位、机组信息、工作登记状况、检修状况等资料收集到一块。

(2)利用收集来的资料研究故障出现的原因，找到故障频谱、趋势和其他与故障有关的信息作为参考。

(3)对故障进行诊断的意图是为了把常见故障一一清查或排除，研究出易操作的办法。

3.2故障检修

3.2.1检修汽缸

在对汽缸实施检修的过程中，应对缸体每个零部件有充分的认识。缸体里面设置了真空层，其目的是为了阻止空气进到气缸里面，以确保汽轮机的稳定运转。基本检修步骤如下：

(1)卸掉仪表，把化装板支架上的连接螺栓卸掉，这个过程中，应确保化装板的完整性，采用序号标记，使日后在安装时有一定的顺序可以参考。

(2)卸掉汽轮机保温层的过程中，应确保汽轮机上缸温度位于120℃以下时，才可以操作。此外，还应注意预防木屑、棉纱等可燃物在操作的过程中进到保温层里。

(3)卸掉调速汽门的三角架螺栓，把定位销拿下来，取下三角架,再将水平位置和前后部分汽缸的法兰螺栓卸掉,这个过程中要切记，所有螺栓、螺母均应一一编号，确保螺栓的完整性。

(4)在安装导杆的过程中，应确保导杆的平滑性，对导杆涂上透平油，接着采用对角方式安装,应仔细检测气缸结合面和形变状况，还应对水平中分面的纵向水平予以仔细检查。

(5)把每个部件仔细检测过一遍以后，对发现的变形、磨损、锈蚀等零件加以处理，若情况严重则要换零件，如轴承表层出现磨损，应将轴颈和轴瓦的接触部位焊接加厚，采用摩擦的方式进行抛光,最后，在组装本体之前，要把每个部件清理干净。

（6）汽缸M36以上螺杆需做好硬度检测，所有螺杆和螺母清理后，需将螺母与螺杆进行试配，应能用手旋到底，如有卡涩需进行处理。隔板、隔板套、转子需做宏观检查和无损探伤

3.2.2检修转子

检修转子的基本步骤如下：

(1)对转子的具体位置进行标记，在轴颈的中间位置放一个水平仪，对轴向度数进行记录，与上一次的检修记录进行比较，对轴颈扬度进行测量，以观测这一数值有没有位于规定区间。

(2)采用千分表对转子晃度进行测量，看看读取的新数值与测量之前的千分尺数值是不是一样，假如不一样，便应当找到具体原因，并排除故障，接着再进行下一遍测量。

(3)对动静叶片缝隙进行测量，采用契形塞尺在气缸结合面两侧对动叶进口和静叶出口之间的缝隙进行测量，还要把测量所得结果认真记录在册。

(4)卸掉联轴器罩壳，卸掉联轴器螺栓，测理各对轮修前中心数据并记录，把转子卸下来，把螺栓钉死，卸掉联轴器上的方头螺钉，把汽轮机端和发电机上的止口解开，把握好止口之间的距离，对联轴器螺栓进行检测。以保障不存在裂纹，对轴颈和推力盘进行检测，接着将动静叶片清理干净，对大修过后的叶轮及叶片予以检测。

3.2.3检修喷咀、隔板、隔板套

检修喷咀、隔板、隔板套的目的是为了使缝隙保持通畅，还要减少汽封调节的次数，具体步骤如下：

(1)把隔板、导叶环和喷咀卸掉。首先是把压板螺栓卸掉，采用起吊机稳稳吊出隔板及隔板套，接着卸掉压板及螺丝，再将铆封的地方破坏掉，吊出导叶环，这样便可以把螺栓卸掉，为拆卸喷咀提供方便。

(2)对所有卸掉的零部件实施检测，以保障其形态完整且没有任何损伤，还要把所有零部件清理干净，利用压缩空气把所有零部件表层吹干净。一定要防止静叶片等零部件遭到损坏，还应确认有没有出现裂纹或者松动现象。

3.2.4对轮的维护与检修

该汽轮机组的构成包括4组对轮装置，各组对轮的对轮螺栓有24个。该项检修工作对条件要求非常高，需要谨慎，认真充分查看螺孔、垫片，当有不平整情况出现时，马上进行打磨，使用砂纸、浮石、细石粉等进行摩擦，同时使用洁净的白棉布处理。对轮内外侧面出现的不平整，为保证检测数据的准确，螺栓一定要相照应，以装备要求为依据，合理调整间隙。在此项检查中，有必要分析对轮的晃度。检修时，尤其重视当晃度在标准范围外，先加固螺栓，但另一边晃度增大，对汽轮机正常运行是不利的。在本次检修中，先将4个螺栓连接起来，把晃度调到标准范围内。通过千斤顶将半对轮（靠背轮）顶至中心，并拉紧，固定螺栓，将千斤顶卸掉。保证其它拧紧的螺栓处于水平状态，同时实施测量，使外侧晃度≤0.03mm。稳固螺栓的力度，会改变晃度的变化，经过对接，晃度在规定上下值范围外，保持最大晃度中一端2个螺栓的松紧度，合理调整晃度。

结语

火电厂要维持稳定运行状态，重点就是要降低汽轮机故障出现的频率。汽轮机检修工作的重点就体现在检修人员应对汽轮机的多发故障有充分的了解。与之相应的是检修人员应具备检修汽轮机专业知识，利用切实可行的诊断方法，采取有效的措施对气缸、转子、喷咀等予以检修，以便在最短的时间里排除故障，确保汽轮机能够正常运行，提升应用效率，为我国火力发电做出更大的贡献。

参考文献：

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