汽轮机本体常见故障检修

汽轮机本体常见故障检修

刘含伟

浙江国华浙能发电有限公司浙江省宁海县315612

摘要：汽轮机体由于零部件较多、其结构又比较复杂、长期在高强度环境作业下工作等因素的影响从而导致汽轮机体容易产生振动异常、叶片腐蚀等故障问题。一旦这些故障问题不能得到及时检修，不仅会严重影响汽轮机体工作效率，还会由于长时间大面积更换机体报废零件而增加维修成本，进一步增加火力发电厂的成本费用。成本费用的增加会造成其内部经济损失，进一步阻碍其发展。

关键词：汽轮机；故障检修；常见故障

1汽轮机本体常见故障

将蒸汽能转化为动能使汽轮机的主要功能，其动力来源主要为水蒸气由气态转化为液态时释放出来的热能，并依据需要将其转化为其他能量。汽轮机多用于火电厂，主要组成结构包括叶栅、叶轮、旋转轴、汽缸以及固定连接这些部件的零部件等，由此可知，其主要故障一般集中在以下几个方面。

1.1汽轮机振动异常

由于汽轮机叶轮的工作主要依靠蒸汽完成，因此，汽轮机整体会受到蒸汽冲击等影响，使得汽轮机振动异常成为其常见故障之一。振动异常也是汽轮机检修工作中的难点，因为其结构复杂，导致振动异常的影响因素众多，轻易无法识别。通常的做法是降低汽轮机负荷与运转工作，但效果不理想。气流激振、气流紊乱以及转子热变形等都有可能引发振动异常，其中转子热变形是最易引发振动异常的因素，转子工作环境处于蒸汽高温中，且自身的旋转也会由于摩擦而发热，产生热变形，使其在工作过程中受力不平衡，引发振动异常。

1.2汽轮机叶片零部件损坏

汽轮机叶片零部件是整个汽轮机的最容易受损的部件，一般是由于长时间持续工作，末级长叶片长时间暴露在湿蒸汽等腐蚀介质中，同时还要承受高强度的离心力、蒸汽激振力、环境介质的冲击等，极易受到腐蚀或者振动损坏。另外，汽轮机的排水系统故障可能导致汽轮机进水，引发叶片腐蚀，使得其成为故障诱因之一。

1.3汽轮机系统真空下降

汽轮机工作效率的高低将直接受到系统真空的影响。汽轮机工作的最佳状态就是当系统处于完全的真空状态的时候，此时其功率最大，反之，如系统真空下降，会使汽轮机在花费大量成本的情况下仍无法满足动力工作需求。运行过程中，汽轮机受到工作环境与操作因素的影响，无法达到设计的系统真空状态，其凝汽器也无法实现完全的密封效果，运行时会出现内部压力低甚至空气进入系统引发系统真空下降，导致其输出功率无法满足要求，带来不必要的经济损失。

1.4超速转动

汽轮机为精密组合的机械设备，长时间处在高速转动的运行状态，向发电机组提供源源不断的动力，其承受的外力矩数值非常大。假如调节系统不能正常工作，不能对转子旋转速度进行良好的把控，转子出现超速旋转，机械承受应力值超出常规限制数值域时，便会造成汽轮机叶片甩飞出去，轴承遭受损坏，转子也被折断。情况严重时还有可能使整个机组遭受损坏，引发安全事故。

2针对常见故障解决方法

汽轮机零部件多、结构复杂、长期在高强度环境下作业，极其容易出现故障，如果故障不能及时解决那么将导致汽轮机报废，且更换费用过高，直接造成经济损失。针对汽轮机常见故障，有以下几种解决方法，希望以此减少机器运行时的意外、充分发挥汽轮机作用、提高机器的有效功率、从而实现经济效益最大化。

2.1解决振动异常的方法

导致汽轮机振动异常原因有很多种，需要从多方面考量分析，从而找出解决方法，故障分析也是一个十分棘手的问题。在发现汽轮机振动异常后要观察记录异常时的状态，标注当时机器负荷，制作不同负荷下汽轮机工作状态的图表。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调的特性消除汽流激阵。简而言之，就是在明确汽轮机振动异常是因为汽流激阵后，通过图表观察，在汽轮机使用时避开产生汽流激阵的负荷，从而消除汽流激阵。汽轮机振动异常的另一原因是转子热变形。转子热变形是汽轮机长期运行下经常发生的状况，由于汽轮机工作时间长，作业环境高压、高温、高强度，热变形这一结果很难避免。通常这种情况下导致的机组振动异常依赖于转子回火直轴来解决。除此之外，还应注重转子的保养，在汽轮机运行时，虽是高温环境，但仍要注意转子的温度，减少转子热变形的几率，使转子后期修复处理频率降低，从而降低成本。

2.2防止叶片受损的方法

汽轮机低压段叶片水击损伤，这是目前来说导致叶片断裂损坏的最主要因素。叶片受损会影响汽轮机功率，严重还会导致机组无法运行。汽轮机结构复杂，零部件多且精细，在设计过程难免考虑不当，因为设计失误造成汽轮机运作有问题。叶片受损多因为进水问题，而有些进水问题的产生是因为设计上的缺陷，在设计汽轮机时没有考虑到疏水系统的重要性。此原因造成的叶片受损就应在设计时改进，多设计几个疏水点，这一问题在近些年汽轮机生产中几乎得到解决；在日常汽轮机检修中重注疏水系统的检查，避免出现疏水点阻塞的情况。机组在低参数、低负荷运行时，必须全部开启抽汽管道的疏水阀，以便及时排放管道内的水；铬化镍涂层是现今解决叶片冲蚀的有效方法之一。铬化镍金属陶瓷涂层具有良好的隔热性，并且有很好耐磨性，能防止叶片受损破裂。为叶片增加涂层是防止叶片受损的有效方法。

2.3汽轮机保持真空状态的方法

汽轮机排汽量、循环水流量、循环水入口温度是影响凝汽器真空的主要因素，但循环水入口温度受当地气候影响，由于机器运转时循环水量多，改变水温成本消耗大，因此实际应用中通过改变循环水流量改善汽轮机凝汽器真空下降问题。汽轮机检修时先检测凝汽机实际真空值，若实际真空值小于理论值，再在各方面寻找原因。上文提到，循环水流量是影响凝汽机真空值的一个因素，循环水流量减少会导致真空降低。循环水流量减小可能是循环水流经的管道阻塞引起的。系统最佳真空值是在管道清洁光滑的情况下认定的，汽轮机长期运作会因水质不佳等原因导致管道结垢，影响循环水流量。理论来讲，增加循环水流量相当于降低进水水温，能提高凝汽机真空值，但考虑到实际应用，水量增大不仅是经济上的浪费，更是资源上的糟蹋。因为此原因导致的真空值下降可通过清理管道水垢，保持管道通顺来解决。

2.4通流部分与解体后的检修

在检修过程中如果发现通流部分结构如管路等存在裂纹，需要对裂纹进行风险评定，并按照评定等级对其进行补焊，此外，还应对汽轮机水循环系统进行检查维修，保证水流的通畅。解体后的检修工作主要以内部结构清洗为主，并对其内部设备进行状态记录。清洗的部位包括主体框架内部、转子、叶轮、隔板等，清洗工作结束后对隔板、汽封洼窝工作位置进行修正，最后对连接与紧固部件进行检验，保证所有零部件达到下个周期的工作运行要求。

2.5汽轮机本体检修的回装

汽轮机本体检修的收尾工作就是对其进行回装，在回装过程中，首先要对轴瓦、转子旋转中心等旋转部件进行中心定位，然后对于通流间隙进行测量并调整，保证汽轮机回装完成后各间隙的正常，完成齿轮轴承等旋转装置的回装工作。在进行汽缸扣盖与轴承座扣盖回装的过程中，注意扣盖后的连接密封性、连接螺栓的预紧以及扣盖完成后的上下位置的定位准确性。最后，对汽轮机的其他设备进行回装，如盘车、润滑系统、热工监测点、油管系统等。

结束语

相对于汽轮机本体来说，在使用的过程中发生故障是不可避免的，不过对于一些常见的故障我们可以通过更换易出现故障的零部件以及定期进行清理和维修等方法改善，这些方法相信可以很好地降低其故障的发生率。

参考文献：

[1]姚以生.浅谈汽轮机本体常见故障检修[J].中国新技术新产品，2017（23）.

[2]杨跃麟.火电厂汽轮机的常见故障和检修策略[J].科技致富向导，2018（35）.