摘要：随着社会经济的不断发展，汽轮机在火电站和热电站以及石油化工、制药等行业的应用越来越广泛，为了保障企业的正常生产，就必须对设备运行中常见故障进行分析并找出应对策略，而设备中最常出现故障的部分就是汽轮机本体。本文对汽轮机本体经常出现的故障问题进行了分析，并对其处理方式进行了探讨。
关键词：汽轮机本体；常见故障；检修
前言：汽轮机本体由静子、转子、轴承组成，转子、静子中又包含了许多部件，内部零件较多，结构复杂，在设备的长期运行中容易受各种因素的影响产生故障，一旦汽轮机本体发生故障，不仅影响设备的整体运行状况，还增加了企业的成本，降低了企业的经济效益。为了不影响汽轮机组的正常工作，企业需要对汽轮机本体出现的故障进行排除检查，并对其故障部位进行维修处理。
1汽轮机工作原理与结构
1.1 工作原理
汽轮机本身是一种基于蒸汽动力做功的旋转式热力原动机，具有高效率、大功率、损耗低、运行安全等诸多优势，运行中振动小噪音小，调速方便，且机体本身结构简单运行维护难度小，因此备受火力发电厂青睐。
汽轮机通过转化蒸汽热能获得机械能，汽轮机运行中，蒸汽通过环形喷嘴、动叶等配置实现能量转化，从而完成做功，目前较常使用的汽轮机：主要以冲动式、反动式为主。冲动式汽轮机运行中蒸汽在喷嘴中膨胀后压力、速度发生变化完成动能转化，其中高速汽流经过动叶片时方向改变实现旋转做功。反动式汽轮机通过叶轮前后压力差在转子上产生轴向推力，配合转子前部的平衡活塞、联络管等实现转子轴向推力平衡。
1.2结构
汽轮机主要结构以汽轮机本体、调节保安装置、辅助设备三部分为主。汽轮机本体主要由静体（即固定部分，汽缸、喷嘴、隔板、汽封等）、转子（转动部分如轴、叶轮、叶片等）、轴承（支承部分）构成。以关键部位转子为例，其是汽轮机本体所有可转动部件的组合体，以主轴、叶轮叶片等部件为主，转子在汽轮机运行过程中受到高温高压蒸汽作用，高速状态下受离心力、振动等状态影响，较容易出现故障。
2汽轮机本体常见故障的分析
2.1汽轮机本体振动故障
汽轮机本体中最常见的一种故障就是振动异常。汽轮机的正常运行主要是靠蒸汽来完成的，所以引起汽轮机本体振动异常的主要原因就是气流激振。除此之外，转子受热变形、摩擦振动等都有可能引起振动异常。一旦汽轮机本体发生振动异常，将会对汽轮机的正常运行造成很大的影响。
2.2汽轮机本体叶片故障
叶片是汽轮机本体工作的主要零部件，如果叶片发生故障，将直接影响汽轮机本体的正常运转。由于叶片属于金属材质，长期与空气接触容易发生腐蚀现象，再加上蒸汽气流推动叶片工作，蒸汽中的湿度较大，也容易对叶片造成损坏。造成叶片损坏的主要原因有叶片材料的质量问题以及进水问题。汽轮机中如果进冷水或者冷蒸汽，长时间的接触将会对叶片产生严重的损坏。汽轮机水的冲击力主要受水的温度影响，当蒸汽温度降低时，汽轮机中的蒸汽凝结成水分流入汽轮机中，当水分在汽轮机中长期排不出去，将会加大叶片的损坏程度。
2.3汽轮机本体真空下降
对于汽轮机而言，一旦出现真空下降等情况，那么就会造成运行功率降低，既不能满足机组运行要求，同时还会导致成本增加。从理论上来说，在完全的真空情况下，会使得机组的运行效率最大，但从实际来说，并不是真空度越高就越好。在进行设计的过程中，虽然会采取措施确保真空，但随着汽轮机的投入运行，很多原因都可能导致真空下降，进而影响到汽轮机的正常运行和效率。比如循环水的压力、温度等都是影响真空的一个重要因素，而真空一旦下降就会造成外界的空气被压入机体内，进而导致经济上的损失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.4汽轮机膨胀不畅故障
汽轮机膨胀不均匀，通常是由于汽缸膨胀受阻或加热不均匀造成的。这将会引起轴承的位置和标高发生变化，从而导致转子中心发生变化。同时还会减弱轴承的支撑刚度，改变轴承的载荷，尤其在开停机阶段容易出现汽缸死点处的两只轴瓦标高一个上抬另一个下降，温度发生明显变化，有时还会引起动静部分的摩擦，造成机组振动超标。
3对解决常见故障对策的探讨
3.1解决振动故障对策
汽轮机本体发生振动异常的原因有多种，在排除故障时，要从多方面入手，找到可能发生故障的部位，并对其进行维修处理。首先，针对气流激振引起的故障，可以运用曲线图的变化趋势以及激振范围来进行观察，以便于排除是否因为气流激振而引起的振动异常。这就需要工作人员在平时工作时根据气流激振的特点来做出曲线图，不能间断，以便于汽轮机本体发生振动异常时能够根据曲线图的变化来做出判断。如果是因为气流激振引起的振动异常，可以通过改变负荷的方法来避免气流激振的产生。其次，针对转子受热变形。当汽轮机组开始工作时，设备处于冷却状态，当汽轮机组运行时，转子温度逐渐升高，这时最容易引起转子变形。如果振动异常故障是因为转子变形引起的，就需要对转子进行更换，以保证汽轮机组的正常运行；再次，摩擦振动主要影响的是转子的弯曲度，如果摩擦振动引起转子表面受热不均匀，就会造成转子局部弯曲，从而引起转子振动异常。
3.2解决叶片故障对策
工作人员要防止汽轮机的叶片出现蚀损，首先必须对汽轮机的叶片出现蚀损的原因有所了解。汽轮机的叶片出现蚀损的主要原因是汽轮机处于高强度运行状态下，内部零件互相摩擦。因此设计人员应当针对汽轮机叶片出现蚀损的原因，改善汽轮机的内部结构，优化汽轮机的各个系统，尤其是疏水系统的排布。要重点解决疏水系统漏水、堵塞的问题。首先，可以设计多个疏水点，从而将末级长叶片的蚀损概率降低。其次，检修人员应当利用金属监督手段做好叶片、拉筋、封口销、转子围带的检查。最后，运行人员在汽轮机处于低参数、低负荷的工作状态时必须将疏水管道的疏水及时排走。
3.3解决真空下降对策
在实际中，通过改变循环水的流量，往往可以对真空下降问题进行有效改善，但盲目增加水量会造成成本增加和资源浪费，所以现实中大多采取及时清理管道以保障流通性的方案进行处理。此外，还应加强对汽轮机实际真空值的监测，一旦发现低于正常值，就必须及时采取措施加以处理。
3.4膨胀不畅故障对策
长轴系汽轮机尤其是针对四缸四排汽机组，膨胀不畅往往发生在中压缸较多，汽缸的死点在中低压之间的#3轴承座，转子的死点在推力瓦，机组开机阶段会出现转子膨胀快而汽缸膨胀慢，膨胀不畅导致汽缸受阻。可以在检修中清理更换轴承箱下部的台板润滑脂，检查滑销系统间隙，避免出现卡涩现象。机组改造时将轴承箱下部的台板改进，选用先进的自润滑材料戴维斯合金，作为轴承箱与台板间自润滑垫片，减小轴承箱与台板间摩擦系数。开机时采用中压缸启动方案，使中压缸先膨胀，增大汽缸自身膨胀推力。
4结语
汽轮机在实际工作中难免发生故障，工作人员要对汽轮机的常见故障科学分析，归纳总结故障原因。对于不同的故障原因，采用相应对策及时处理。工作人员更快速、高效、及时地处理故障，有助于提高汽轮机的运行效能，促进火力电厂创造更多的经济效益。同时工作人员应做好汽轮机的日常养护工作，重视管理，有效降低汽轮机发生故障的概率。本文的研究与分析仍然有改进之处，期望相关工作人员能够进一步关注与重视对汽轮机常见故障及处理的研究与探讨。
参考文献：
[1]火电厂汽轮机常见故障诊断及检修[J].刘璐.中国新技术新产品.2013（11）
[2]浅谈汽轮机本体安装中的关键问题与处理办法[J].姜子文.科技创新与应用.2012（10）
[3]汽轮机本体常见故障检修分析[J].粟宁.技术与市场.2018（07）
[4]火电厂机组汽轮机本体检修的几点思考[J].张立春.科技创新导报.2017（25）
[5]水电站机械常见故障检修技术的应用研究[J].李庆华，赵玉龙，郑茂蕤.中国金属通报.2018（08）
论文作者:付成凯
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/2/25
标签：汽轮机论文; 本体论文; 转子论文; 叶片论文; 故障论文; 疏水论文; 蒸汽论文; 《基层建设》2019年第29期论文;