浅谈电厂汽轮机故障诊断研究

浅谈电厂汽轮机故障诊断研究

张吉

内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古自治区呼和浩特市，010206

摘要：伴随我国对工业发展的越来越高度重视，人们对工业设备的运行安全性、稳定性与可靠性等多方面提出了更高的要求。如何加强机械设备故障诊断，降低故障发生几率成为现代工业领域工作的首要任务。汽轮机作为电力生产中的重要设备之一，一旦其发生故障将会给整个电力系统带来巨大的不良影响，甚至引发人员伤亡事故。因此，非常有必要对汽轮机故障进行分析与诊断，这样才能有效提高汽轮机的安全性与可靠性。

        关键词：电厂汽轮机；常见故障；措施

1.电厂汽轮机的常见故障

        1.1汽轮机真空下降

        为了满足我国电力的需求，电厂必须持续发电，也就是说电厂汽轮机必须长时间处于工作状态，摩擦生热，长时间的使用会导致电厂汽轮机产生巨大的热量，这些热量又不能自发疏散就会造成电厂汽轮机真空下降的故障。电厂汽轮机发生故障时工作负荷降低，不能再继续之前的工作。如果这时不能及时维修将会导致汽轮机排气度上升，甚至会使与电厂汽轮机连接的其他供电设备或者零件发生毁损。而汽轮机真空下降故障又分为两种情况，一种是急速下降，另一种是缓慢下降。这两种故障产生的原因不同，急速下降是因为循环水泵出口压力骤降，此时工作环境发生急剧改变，所以电厂汽轮机会发生真空急速下降的故障。另一种缓慢下降的故障是因为在汽轮机的工作过程中，凝汽器中冷却水量不充足，进口处和出口处的温差较大导致汽轮机的工作环境逐渐发生改变，还有一种可能是凝汽器进入其他杂物，但是这种比较容易处理，对凝汽器进行清理即可。所以在电厂汽轮机发生故障时应该仔细观察，分析，正确判断汽轮机故障并准确查找原因才能及时进行维修[1]。

        1.2汽轮机轴瓦损坏

        汽轮机的轴瓦作为汽轮机常见损坏零件，其损坏原因一般是汽轮机轴瓦本身质量就不好，在长时间的工作过程中极易发生损坏。有些质量较好的轴瓦出现损坏是因为电厂在使用汽轮机的过程中不注意轴瓦的清理和后续保养。还一个原因是环境的变化，周围环境的改变也会对轴瓦产生较大的影响。所以在电厂汽轮机的日常使用过程中，要认真做好轴瓦的预防工作，并且注意及时清理轴瓦，定期对轴瓦进行维修保养[2]。

　　　　1.3温差变化大

        电厂汽轮机在长时间的工作过程中因为摩擦生热会产生一定的温差，温度差异在一定的可控制范围内对工作的电厂汽轮机不会产生严重的影响，但是一旦温度差异过大，就会损坏设备。例如在温度急剧下降的时候，大量的水蒸气遇到低温会迅速凝结成水，又因为汽轮机内的湿水蒸气多处于饱和状态，所以容易形成水流急剧的冲击汽轮机，这时如果工人来不及进行人工操作，就会使汽轮机受到严重的损坏，有可能压力会把汽轮机叶片折断，更严重的时候会使整台机器报废无法继续投入使用。

    1.4汽轮机叶片的损坏

        电厂汽轮机叶片作为汽轮机重要的部件之一，也是最容易出现故障的部位之一。汽轮机是一个复杂的动力系统，在提供动力工作时稍微处理不好就容易遭到损坏。所以汽轮机叶片损坏的原因有很多。对汽轮机受损的原因进行分类大致可以分为两种，一种是汽轮机叶片自身原因，另一种是外部原因。所谓汽轮机自身的原因是指叶片生产原本就不合格或者技术不达标，而且有些工厂在生产汽轮机叶片的过程中偷工减料，所以大大缩短了汽轮机叶片的使用寿命，使汽轮机叶片变得不耐用。电厂汽轮机内部稍微出现问题就发生损坏。外部原因有很多，可能来自电厂汽轮机设备系统的各个部分，一般来说汽轮机内部温差过大，或者汽轮机使用时间过长，人工操作不当等原因都可能造成汽轮机叶片的损坏[3]。

2.汽轮机常见故障的解决措施

        2.1真空下降故障的解决措施

        汽轮机的真空下降也是电厂汽轮机的常见故障之一，想要解决故障应该首先要分析发生故障的原因。一旦出现电厂汽轮机真空下降的故障时，要根据实际情况找出发生故障的原因，然后运用专业知识制定解决方案。要注意的是在电厂真空下降故障的排除中，如果出现紧急状况或者维修方案没有明显效果，这时应该启动紧急方案，尽量减少汽轮机的工作负荷，在条件允许的情况下最好停用故障汽轮机以减少国家损失。

        2.2轴瓦故障的解决措施

        轴瓦是整个汽轮机工作的重要部件，一旦轴瓦受损严重会导致整台汽轮机的崩溃。因此对于电厂汽轮机轴瓦来说，与其故障后投入人力财力进行维修不如加大轴瓦的故障排查力度，对汽轮机轴瓦可能发生的故障进行提前预防。例如：在汽轮机轴瓦上安装测轴电流的装置，可以随时检查轴瓦内的电流状况，另外还需要在汽轮机轴瓦上安装温控器，来及时监控轴瓦温度，防止轴瓦内温差较大导致叶片毁损。最后做好汽轮机工作过程中的各项监控工作以后，还应该定期对电厂汽轮机进行维修保养来延长汽轮机的使用寿命，提高电厂发电效率。

        2.3温差变化大故障的解决措施

        当汽轮机内温度骤然变冷导致水蒸气形成水流冲击时，应该及时关掉汽轮机。打开汽轮机出水阀，进行专业的检修后再对汽轮机各个部位的温度进行检查。当汽轮机内的各个部位温度恢复正常后才可以继续工作，如果还是出现故障就要对汽轮机进行更深层次、更全面的检查。

        2.4汽轮机叶片故障的解决措施

        针对汽轮机叶片故障产生的原因提出解决措施，第一个是自身原因，我们首先应该检查汽轮机叶片自身质量是否过关，技术指数是否满足工作需求。在检查汽轮机叶片质量后，开始对造成汽轮机故障的外部原因进行排查。应该注意的是，在解决故障的过程中不能只对汽轮机的叶片进行检查，还应该对供电系统中的其他部件进行排查，防止因为其他零件的原因造成汽轮机叶片的故障。

3.汽轮机的其他故障诊断和检修

        汽轮机的其他常见故障包括汽轮机超速转动、汽轮机的油系统故障、汽轮机凝汽器系统故障、现对其进行一一阐述。

        3.1汽轮机的超速转动及检修

        汽轮机是工作在高速转动条件下的机械设备的精密组合，汽轮机是机械的原动件，承受着巨大的外力矩，在汽轮机工作时一旦调节系统发生失效，导致汽轮机转动速度异常增大，则会发生严重的后果，将使机械承受的实际应力大于许用应力，会导致叶片甩落，转子折断，严重时还会导致整个机组的损毁，造成安全事故的发生。汽轮机超速将会是对工作人员的人身安全和机械设备损坏的重大事件。

        为了保证调节系统的正常工作，避免出现汽轮机的异常超速，必须在汽轮机中使用保安系统，进行监控转子的转动速度，一旦速度超出一定范围，就会触动保安系统进行工作，制止转子速度的继续提升，用以保证转子的速度始终保持在一定的范围内，这是防止转子速度异常的有限方法，因此在每次汽轮机的检修或者是组新安装时，机组人员都要检查保安系统是否正常工作，必要时要进行转子的超速试验，以检测保安系统的正常工作。

        3.2水冲击对汽轮机的影响及维修

        汽轮机中进入一定量的水或冷的水蒸气，会给汽轮机设备带来比较严重的损坏，冷的水蒸气凝结成水在汽轮机中会对汽轮机的叶片造成破坏，使内部零件发生相互磨损、锈蚀，轴承受损，还会导致缸体内壁发生变形，使汽轮机工作失效。因此应当对汽轮机进行防水保护，一旦在汽轮机中已经注水则必须立马采取措施进行处理。

        汽轮机工作时要特别注意蒸汽的压力和温度的变化。一旦蒸汽温度发生下降，并降到规定最低温度之上时必须立马采取措施，检测降温原因，当温度降到50℃时，要马上做紧急停机处理，并且监视水位变化，一旦有汽轮机进水危险则要立即切断可能进水的水源，保证疏水系统的通畅，在最短时间内排除隐患，同时要定期检查加热器的运行状态，保证加热器处于良好的工作状态。

        3.3油系统故障及检修

        汽轮机中的润滑油一般用来减轻摩擦，减小磨损。一旦润滑油的油质发生过度氧化，使油质量降低或润滑油中混入过多杂质，将会很大降低润滑油的功能。导致轴颈和轴瓦的接触部分摩擦增大，零件表面粗糙度增大，容易发生破坏。一旦发生油系统的破坏，则应先对轴颈与轴瓦的接触部位进行焊厚处理，再进行摩擦抛光处理。在汽轮机的检查过程中，要注意过程中的清洁处理，保证油系统的清洁，同时在安装检修轴瓦时，需要将轴瓦用洗涤剂进行彻底的清洁洗净，并将空气压缩对轴瓦进行吹净处理。在轴承箱的清洁处理中，需将轴承箱中存储一定量的油（轴承箱清洁），再对箱体使用面粉团进行清洁。在清洁时还要对冷油器和油箱进行清洁。在平时的工作中，要将管线的清理工作做好，在检修处理好管线后，清理管线要用总的油循环进行清理，同时要是此时的油量多于平时的油量，并且每隔三小时更换滤油网。

4.汽轮机故障诊断技术的发展趋势

        4.1故障机理研究力度的加大

 故障机理是故障诊断的首要工作，随着时代的发展，人们越来越认识到故障机理分析对于汽轮机故障诊断的意义，在可预见的未来，各种科技手段的不断应用以及本行业专家和技术人员经验的积累都会促进故障机理研究水平的提高，将为汽轮机故障诊断技术突破瓶颈带来实质性的进展。

        4.2人工智能技术的不断应用

        将人工智能系统与汽轮机故障诊断有机地结合起来，可提升汽轮机故障诊断的智能化水平，从而提高工作效率和精度。当前人工智能技术的应用已经取得了可喜的进展，虽然在实际应用中目前还不能完全实现人工智能化，但随着科学技术的不断发展，技术上的问题将迎刃而解，人工智能技术用于汽轮机故障诊断将成为大势所趋。

4.3全方位的综合性故障诊断

  为实现汽轮机工作的安全性，就应当对汽轮机故障进行全方位的诊断，包括对汽轮机各个零部件寿命的初步诊断、汽轮机运行状态的诊断等，同时对其进行综合性的诊断，包括抽液诊断、逻辑诊断、性能诊断等等，通过全方位的综合性的诊断有效排查汽轮机可能存在的所有故障，以确保汽轮机的运行稳定。

5.总结

        科技的迅速发展使电力资源成为了21世纪不可或缺的资源。想提高电力供应的效率首先应该保护供电使用设备。本文针对电厂汽轮机经常出现的汽轮机真空下降、轴瓦损坏、汽轮机内温差过大以及汽轮机叶片的经常性损坏等故障给出了相应的解决措施。在电厂汽轮机的使用过程中企业更应该注意汽轮机的日常保养和定期维修。电厂汽轮机的正常使用为电厂提高供电效率提供了可能。

参考文献：

[1]孙晓丽.浅析汽轮机故障诊断技术的发展与展望[J].科技创新与应用,2017(08):89.

[2] 杨泞.汽轮机本体常见故障检修[J].湖南农机.2017（01）：115-116.

[3]高吉庆.汽轮机故障诊断技术的发展分析和研究[J].科技创新与应用,2016(10):113.