摘要：汽轮机又称为蒸汽透平，它是将蒸汽热能转换成机械动能，从而推动机械运转做功的一种旋转式的动力机械，是电厂发电系统中的核心设备之一，汽轮机的良好稳定运行直接关系到电厂的安全生产。因此，我们必须要加强对电厂汽轮机常见故障的研究，采取有效的维修维护措施，才能确保汽轮机的长期稳定运行，促进电力企业的安全生产和区域的正常供电。
引言
汽轮机在电力领域的作用十分重要，但是由于汽轮机的结构复杂，系统设计的各方面因素比较多，运行环境存在一定的特殊性，所以汽轮机出现故障的几率比较高，一旦出现故障造成的危害也比较大，所以需要加大对电厂汽轮机运行优化措施的研究力度。
1 汽轮机的组成和基本工作原理
汽轮机是一种较为精密的重型机械设备，通常在高温高压的蒸汽环境下进行高转速的工作，一般需要与蒸汽锅炉、凝汽器、加热器、发电机等组成成套的发电设备，各设备一同协调配合工作产生电力。汽轮机主要由静止部分和转动部分组成，静止部分包括汽缸、静叶栅、隔板、轴承、汽封等；转子则包括主轴、联轴器和叶轮、叶片等。由锅炉产生的高温蒸汽首先进入高压缸和中压缸，在蒸汽热能的推动下，叶片、叶轮带动主轴转动，实现能量由蒸汽热能向机械动能的转化。汽轮机各转子由联轴器连接至发电机转子，同时将汽轮机扭矩传递给发电机，从而使发电机转子转动产生电能。
2 电厂汽轮机运行优化措施
2.1 汽轮机的选择
电厂发电机组工作效率主要受制于发电负荷率以及机组自身的发电效率两个方面。传统的单级汽轮机叶片和叶轮强度有限，导致蒸汽于汽轮机内焓降发生缩减。多级汽轮机和单级的汽轮机相比较来看，多级汽轮机单位功率的成本、占地面积、建筑体积都明显缩减，这两个方面有明显的减少，机组整体发电量提升也较为明显。因为受到汽轮机转速的影响，想要在最佳的转速下运行，就需要保持多级汽轮机单级焓降数值处在较小的范围内，焓降数值越小，叶片转速越大。蒸汽压力、温度等不同，都会对多级汽轮机产生影响。工作人员可以在广义的范围内对蒸汽初始的压力情况进行调整，保证温度参数的合理性，还要控制热循环，让热循环的效率始终处在最佳的状态下。按照不同情况，对汽轮机组进行选择。
2.2 汽轮机故障诊断技术方法
2.2.1 汽轮机油液分析法
汽轮机油液分析法是通过检测诊断汽轮机润滑系统的方法对汽轮机状态进行分析，由于其诊断方式的独特性很难被其他方法取代，能够及时发现隐患并处理。还有，油液分析法还有利于设备振动的确认，所以是汽轮机故障诊断中必不可少的一项技术。油液分析法中还有很多技术，比如有油料光谱分析技术、红外光谱分析技术等。在汽轮机设备的故障诊断中，使用铁谱分析技术最佳，其可以有效提高诊断的准确性，这项技术的主要流程是对油样进行采集、制谱、磨粒分析、磨损趋势和机理分析、故障诊断等。
2.2.2 汽轮机振动分析方法
大致分为波形分析法、轴心位置分析法、轴心轨迹分析法和频谱分析法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆波形分析法是通过对汽轮机设备上传感器输出的振动信号的时间波形进行分析，技术人员能够对故障进行初步判断，这种方法比较简洁，而且可以通过波形直接地反映出故障，适用的范围比较广，这种方法能够有效地区分不同种类的故障；轴心位置分析法能够对汽轮机的运行状态进行判断，汽轮机轴心的位置通过轴承的内径和间隙等多个数据综合得出，其能够反映轴心的平衡状态，是技术人员判断故障的重要参考；轴心轨迹分析法是通过汽轮机转子运转的轨迹判断是否发生偏差，在正常的运转中，转子每次转动都处于同一位置，轴心轨迹是固定的，但是如果发生偏差，轴心轨迹的大小和形状就会出现变化，这时技术人员就要及时进行调整；频谱分析法也是比较常见的故障诊断方法，使用幅值谱和功率谱进行诊断，幅值谱反映了谐波震动分量的振幅，功率谱显示振动频率的分布。频谱分析将信号的频率成分进行分解，技术人员通过分解的频率成分能够辨识振动的来源，从而提高了汽轮机故障诊断的准确性。
2.3 汽轮机运行节能降耗措施
2.3.1 控制汽轮机的给水温度
汽轮机运行过程中，其给水温度受锅炉中燃料量及燃烧充分程度影响较大，当汽轮机给水温度过低时，会导致锅炉单位用电量和煤耗量增加，而且排烟时也会消耗过多的热量，影响汽轮机运行时的工作效率。因此在实际工作中，需要对锅炉加煤的速度和加煤量进行科学控制，汽轮机组开启和停止过程中，要对水的温度进行有效控制，确保达到相关操作标准的要求。即在实际运营过程中，需要做好汽轮机的运行维护工作，避免出现不科学的操作行为，保证程序的稳定性。对汽轮机加热系统的管道要定期进行清洗，及时清理管道中的沉淀物，全面提高汽轮机的供热效率，避免热能出现损耗。定期检查管道的渗漏情况，避免热管出现泄露现象，保证加热器的投入率。正常运营过程中，加热器水位要保证处于正常标准范围内，确保热效率达到标准要求。在具体对汽轮机组进行检查和维修过程中，要对热环节进行重点检查，重视水室的封闭性。一旦水室封闭性达不到规定的要求，则在蒸汽加压过程中会出现高压蒸汽泄露的问题，造成热能损失，不仅汽轮机给水温度会降低，而且还会造成汽轮机机组启动时间延长。
2.3.2 控制汽轮机的启动、运行以及停机
可通过科学、合理地控制汽轮机的启动、实际运行以及停机，来提升汽轮机的工作效率，降低汽轮机能源消耗。汽轮机启动时需长时间预热，这是汽轮机启动的主要耗能环节，这样必然会使汽轮机能源消耗无形增加，具体可借助先打开旁压，让压力保持在2.9MPa左右，然后人工开启真空破门来控制汽轮机的真空，让汽轮机蒸汽量增加，进而加速汽轮机暖机，缩短汽轮机启动时间。对于汽轮机的运行，可采用定、滑、定的方式来运行汽轮机，应确保机组在没有稳定负荷的情况下，满足一次性调频，这样可使压力损失减少，促进能源利用率的提高，对于以上过程，应重视控制凝结器中的水温。至于汽轮机的停机，一般不应停机，只有在进行汽轮机检修作业时，必须得停机的情况下才可停机，在进行停机时，应确保不损伤机内相关设备，最大限度地延长汽轮机的使用寿命。此外，还应重视对汽轮机冷却塔的管理工作，对于冷却塔中存在的堵塞物，要定期对其进行清理，使其保持良好的洁净度。同时还要经常对冷却塔及其相关设备进行维护和检修，及时排查存在的故障，这样不仅有利于减少其能量消耗，而且对汽轮机高效、经济运行也具有积极的意义。
结束语
社会经济的发展和百姓的日常生活都离不开电力能源的供给，这就需要电力企业加强对设备隐患的排查和对故障问题的及时处理。对于电厂汽轮机的检修维护，应当懂得常见故障问题及其产生的原因，积极采取有效的处理措施，才能确保电厂汽轮机系统以及整个电力系统的稳定运行，为企业创造良好的经济效益和社会效益。
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论文作者:黄磊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/18
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