汽轮机本体常见故障及处理措施研究

汽轮机本体常见故障及处理措施研究

刘畅

（安徽华电芜湖发电有限公司，安徽 芜湖 241000）

摘要：汽轮机本体的设计和工作原理复杂，需要考虑众多因素。为了解决实际运行中的问题，提供理论指导和实践参考。本文将对汽轮机常见的故障，如：叶片、轴承、燃烧室、涡轮机、冷却系统故障进行分析，并给予合理的处理措施，使汽轮机本体设备的可靠性和稳定性实现进一步的提高。希望能推动汽轮机技术发展，并为研究人员提供帮助。

关键词：汽轮机故障；汽轮机；故障处理；能量转换

引言：近年来，工业技术的不断进步和能源需求的增加，使汽轮机本体的性能成为研究的热点之一。汽轮机在长时间的运行后，本体会出现各种故障，影响正常运行和性能稳定，而汽轮机的本体作为能量转换的核心组成部分，同时又被广泛运用于工业和能源领域。因此，对汽轮机的故障机器处理措施进行研究，具有重要的理论和实践意义。

1汽轮机本体多故障分析

1.1叶片磨损与断裂

在汽轮机运行过程中，叶片不仅承受着、高温、高压蒸汽的冲击和离心力的作用，长时间的运行还会导致叶片表面磨损和严重损坏，有最终断裂的可能。其主要包括表面磨损和边缘化磨损两种形式，表面磨损主要是由蒸汽颗粒的冲刷和摩擦引起，会导致叶片表面光滑度下降和几何形状发生变化；而边缘磨损则是由于蒸汽机流动对叶片边缘的冲击和剪切作用引起，会导致叶片边缘化的毛刺和磨损。叶片断裂则是严重磨损后的结果，当叶片出现严重裂纹时，其可能发生断裂，甚至成为事故发生的罪魁祸首。

1.2轴承故障

轴承故障也是影响汽轮机本体重要因素。轴承承受着汽轮机转子的载荷与旋转力，并保证了转子的平稳旋转，然而，轴承因为长时间的高速旋转、高温和振动等工作环境条件，容易发生磨损、疲劳、润滑等不良故障现象，导致轴承的功能失效。其中磨损是轴承长时间运行，导致的轴承表面磨损程度严重，使轴承的性能和寿命受到影响。

1.3燃烧室和过载故障

燃烧室是汽轮机故障中进行燃烧过程的相关部件，其主要功能是将燃料和空气混合并点火燃烧，产生高温高压的燃烧产物驱动涡轮旋转。燃烧失灭是燃烧室内的燃料和空气混合不充分或点火不稳定，从而导致燃烧无法持续或完全燃尽，导致燃烧室的功率输出下降、燃料浪费和排放增加。高温腐蚀是燃烧室内部的高温燃烧气体，对其材料产生腐蚀作用引起的壁面磨损和腐蚀。与之相似的炉膛爆炸是由于燃料的泄漏、点火不当或过度压力等原因，炉膛内的燃气混合区可能发生爆炸，从而造成严重的设备破坏及人员伤亡。

当汽轮机承受超过其设计负荷的工作负荷时，会导致过载故障的发生。过载情况下，汽轮机各部件承受的负荷都会增加，引起零部件的松动、疲劳破坏甚至失效。

1.4涡轮机部件

涡轮机包括高压涡轮机和低压涡轮机两部分，其中高压涡轮受到高温高压燃气的推动，通过旋转驱动低压涡轮和发电机等负载工作产生故障，具体其故障可分为过热过压和密封失效。

1.5冷却系统问题

冷却系统主要用于控制汽轮机的工作温度，其通常通过循环冷却水或蒸汽来吸收热量，并通过冷却器将热量排出。同时，冷却系统还可用于冷却润滑油、轴承和其它热敏感部件。其故障可分为：冷却器堵塞、冷却介质循环不畅、冷却器损坏、冷却介质的泄漏和质量等问题[1]。

2汽轮机本体检修措施

2.1叶片部件处理

首先，需要通过定期检查叶片的表面磨损情况、裂纹和变形等问题，及时发现和处理潜在问题，若发现磨损过度，应及时更换叶片，也可考虑进行特殊涂层或焊接对其修复或加固。同时还需加强进气过滤系统的维护和清洁，减少杂质和颗粒化物质对叶片产生的损害。其次，要提高使用叶片与其他部件之间的润滑剂质量，保证叶片与其它部件之间的摩擦和磨损最小化。最后，是对于优化叶片设计、材料选择以及制造工艺，常见的制造方法包括锻造、数控加工、注塑等，而材料则需要通过改进叶片现有的几何结构和采用非高温合金材料等措施，如此才能提高叶片的抗磨损和抗断裂能力，设计则需要技术人员多方面的去考虑。此外，叶片使用过程中也会出现不平衡或偏心，这就需要进行平衡和校正操作，平衡操作可以通过在叶片上添加特定的质量或调整来实现。通常叶片磨损与断裂是常见的故障问题，只要通过定期的检查、加强维护和采取合理的处理措施来预防和解决，就能够最大程度的延长汽轮机的使用寿命。

2.2轴承修理

定期检查和维护轴承是使其寿命延长的手段之一，其一需要专业人员定期检查轴承的状态，包括外观、温度、震动等指标，及时发现和处理异常情况，如果有异常，应立刻停机并进行清洁，并使用适当的清洗剂和工具将轴承外的污垢与杂质清除干净。其二需选择合适的润滑脂和油品，保持轴承的良好润滑状态，定期更换润滑剂，并清洗润滑剂系统，防止有污染物的进入，以确保润滑系统的工作正常，如油脂注油口和润滑脂嘴等。其三，采取有效的散热措施，如增加冷却介质流量、优化散热器设计等，从而达到控制轴承的工作温度，减少热应力和热膨胀对轴承的影响。其四，要确保轴承的正确安装和对中，避免不必要的载荷和振动，以此来减少轴承的疲劳和损坏。其五，如果轴承存在严重损坏或磨损，无法修复或处理情况下，最好的解决方法是更换新的轴承，且在每一次轴承故障后，都应进行详细的故障分析，然后提前采取相应的预防措施，避免类似故障的再次发生。总之，轴承故障处理，需要及时的检查和清洁、合理润滑、调整间隙、替换损坏部件，并进行故障分析与预防，如此才能确保轴承的正常使用，从而提高它的工作效率。

2.3燃烧室处理

首先，对于燃烧室产生的故障措施，一是需要定期检查燃烧室内的杂质和积碳情况，清洗燃烧器和喷嘴，确保燃烧室的良好工作状态。二是需要调整燃料和空气的供给比例，确保燃烧室内的燃烧过程充分、稳定从而避免燃烧失灭和不完全燃烧情况。三是选用能够承受高温腐蚀的特种材料制造燃烧室，延长其使用寿命。对于过载故障的处理，需要技术人员在设计汽轮机时，充分考虑工作的负荷范围，并确保选择合适的设备容量和参数，避免过载运行，且要通过实时可检测的方法控制过载系统，及时了解汽轮机的负荷情况避免超负荷运行，定期进行设备的维护和检修工作，包括紧固的螺栓、润滑系统、振动测量等。而且合理调整负荷分配和控制的方式，避免过大的负荷偏差与不均匀的情况。优先采取上述措施，才能确保设备的正常运行状态，保持燃烧室和系统的稳定性。

2.4涡轮机处理

涡轮机中的密封失效会导致气体或液体发生泄漏，会严重影响涡轮机的正常运行和性能。专业人员需及时进行检查与评估，从评估中确定是否需要更换密封件，且在更换失效原密封件时要相匹配的型号和材料，并确保密封面的光洁度和平整度。同时还要按照涡轮机制造商的指导或技术规范进行正确的安装，包括正确的紧固力度、密封件的安装方向和位置等，确保密封件与相邻部件之间的配合紧密，以防止物质的泄漏。此外，还要通过检测涡轮机的工作参数，如压力、温度、振动等，及时发现可能导致密封件失效的异常情况，并根据实际情况进行相应的调整和修复，从而在不同的工况下保证涡轮机的正常运行[2]。

2.5冷却系统故障处理

根据汽轮机的工作温度和压力要求，选择适当的冷却介质，如水、空气或蒸汽等，才能确保选用的冷却介质具有良好的热传导性和稳定性。且考虑到流体流动的均匀性和冷却效果的最大化，需优化冷却系统的结构和布置，使用温度和压力传感器等设备，对冷却系统的工作状态进行实时监测，以避免因冷却系统故障带来的问题。另外，通过改进冷却系统的热力学循环、增加冷却面积等方式，及时检查如冷却器、水泵、冷却液管路和连接件，来提高冷却系统的能效，达到降低能耗和运行成本。

结束语：在汽轮机的运行过程中，本体部分可能会出现各种故障，给机组的安全运行带来一定的风险。在此，技术人员需详细探讨汽轮机本体常见故障及处理措施，提出可行性解决方案，希望通过以上研究与创新，不断地提升汽轮机的经济性、安全性和可靠性，为工业生产和能源领域的发展做出贡献。

参考文献：

[1]孙立国.汽轮机本体常见故障检修措施[J].轻工科技,2020,36(10):50-51.

[2]李功甲.火电厂机组汽轮机本体检修分析[J].科技资讯,2020,18(06):68-69.