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摘要：随着我国社会经济的不断快速发展，人们的生活水平越来越高，这无疑增加了对能源的需求量。因此，这也促使能源行业的发展速度不断加快。在能源行业中，汽轮机是必不可少的动力来源，其不仅在电力行业和化工行业应用广泛，在其他一些能源行业中也被逐渐使用。但是由于汽轮机的结构相对复杂，生产环境较为特殊，在使用过程中极易发生故障，给生产企业带来巨大的经济损失。因此，本文就当前现有的技术手段，针对汽轮机使用过程中所出现的故障进行分析评估，并提出一系列相应的解决方法。
关键词：汽轮机；能源产业；应用；故障发生；分析评估
随着我国社会经济的快速发展，我国已经成为工业化的大国，能源消耗量极高。因此，各种能源的需求也在逐渐增加。但是在生产过程中，仍然出现了许多问题。如果想提高我国工业生产的效率和质量，就要研发出更为可靠的生产设备以及更加先进的生产方式，从而确保在工程顺利完成的同时，提高安全性、稳定性以及创新性。作为能源行业中的动力设备，汽轮机的本身结构相对复杂，生产过程中可能出现很多问题，因此对于其故障作出准确判断具有较大的难度。要想提高汽轮机的生产效率和生产质量，就要研发出相对先进的技术来准确判断发生故障的原因，进而作出相应的改进。随着人们对产品需求的提高，相应的技术水平也应该得到进一步提升。当今现有的汽轮机故障诊断技术已经不能满足生产中的需求，因此要不断发展和完善汽轮机的故障检验技术，这样才能从根本上提高生产效率。
一、汽轮机的工作原理和基本结构
汽轮机是一种提供动力的设备机器，其利用蒸汽转化为热能时所产生的动力来支持汽轮机的旋转工作。它使用起来较为便捷，安全性能高，结构简单，能够保证运行的速度和质量。当汽轮机中蒸汽的热能转化为机械能，可以带动汽轮机中的转子进行正常运转。汽轮机主要包括三大部分，汽轮机本体，调节保安装置及其辅助设备。而汽轮机的主体主要包括气缸，喷嘴组和隔板，气封，转子以及轴承。
二、汽轮机故障诊断的概述
所谓的故障，即是设备不能按照预期的指标工作的一种状态，也就是说设备没有达到其预期的功能。对于汽轮机来说，包括三种故障类型，第一种是能使设备或者系统立即丧失其功能的毁灭性故障，比如转子断裂或是锅炉爆炸。第二种是由于设计、制造或是与设备安全性能有关的参数不当造成的设备性能降低的故障，比如效率下降，震动大，真空系统不严密等。第三种是当设备处于规定条件下工作时，由于人为操作不当而引发的汽轮机故障。比如撞车事故或是转子弯曲。
三、故障诊断技术的概述
设备的故障诊断技术， 其根本目的是了解和掌握设备在使用过程中的状态，从而准确预测设备的可靠性，确定整体或者局部是否能够正常运行，以便在设备运行的早期发现故障，并及时做出整改。而且能够进一步预测其故障的发展趋势，对于具体情况进行具体分析，最终提出合理有效的解决方案。设备的故障诊断主要有以下三个环节，分别是：信息的采集，信息的分析处理以及最终的故障诊断。在汽轮机的故障诊断中，经常使用一些数理统计的方法，进行故障的排查和诊断，能够起到一定的作用。但是目前最大的问题是检测手段不能满足诊断的需要，许多实际性的问题都缺乏切实有效的手段。
四、汽轮机的故障诊断方法
对于汽轮机来说，经常出现的故障也有其相应的诊断方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于震动问题来说，一般采用模糊诊断及专家系统等方法。而对于动静摩擦来说，多采用声发射技术以及温度诊断等方法。若是出现轴承润滑涡动和振荡等一系列问题，多使用频谱分析。如果转子出现裂纹，也可采用动静摩擦的声发射技术。在汽轮机使用的整体过程中，要不断地更新检修的方法，对于其故障产生的原因进行分析讨论。对于汽轮机的故障诊断主要应从振动诊断出发，考虑热影响诊断，性能诊断，油液诊断以及温度诊断等综合诊断方式。这样才能促进诊断的不断全面发展，而且这也符合汽轮机生产的特点和实际状况。
五、汽轮机常见的故障类型
由于汽轮机多是金属结构，其内部的转子在运动过程中，对于整个机组会产生相应的振动作用。当汽轮机出现故障时，其在振动的周期频率上都会有很大的差别。因此我们可以对汽轮机处于故障时期的振动状态进行深入地检测分析，从而得出故障发生的相应原因。而且大部分汽轮机的故障都会通过其振动所发出的信号来显示出来，因此，如果进一步对振动的频率和振幅进行检测的话，会很容易发现汽轮机存在的故障。发现故障并及时地进行检修，可以确保系统的正常运行，这对于整个汽轮机组的正常有效运行具有极大的推动作用。
（一）强迫振动。当汽轮机的转子质量不相等时，转子的偏转力增大，从而使得整个汽轮机组较正常状态下的摆动速度相应加快。当转子的速度提升到一定转速时，转子振动的频率与汽轮机的固有频率相同，从而引发共振现象，整个轴承的振幅也会出现加速上升。还有可能存在的原因是汽轮机的转子未能处于其内部中央，因此，在转动时会出现大幅度的偏转，从而使得整个汽轮机的晃动度增大。
（二）汽轮机结构的不合理。汽轮机的主体气缸中蒸汽的膨胀受到阻碍，由于气缸盖过于紧密，对于气缸内蒸汽的压强较大，因此，蒸汽无法顺利的膨胀，在汽轮机的转动过程中 ，轴承座会发生大幅度的振动。联轴器的螺栓本身不够紧密。汽轮机在正常运行过程中也会产生较大的震动，因此，若是长时间工作后联轴器的螺栓便很容易发生松动，从而使得整个机组的运行也受到一定的挑战。
（三）非正常运动。汽轮机的转子出现裂纹。长时间的高负荷工作和高频率震动很容易使得转子出现裂纹，一旦出现裂纹，转子的工作效率就会迅速下降。汽轮机的转子受热还可能会发生弯曲。在汽轮机的转动过程中，转子与定子之间发生摩擦，所产生的热量使得转子持续受热，因此转子的使用强度降低从而发生变形。发电机也很有可能发生弯曲。在发电机工作过程中，励磁电流会使得发电机产生大量的热量，若是汽轮机持续的震动，发电机很可能发生弯曲变形。汽轮机的中心孔，很可能发生进油的现象。在运行过程中，由于内外压差的作用，润滑油很可能自行进入小孔内。轴承和主轴之间发生动静摩擦。转子在转动过程中，与静子有整体接触或是有部分接触，也会发生摩擦。
结论：
综上所述，电力能源在当今社会中扮演着重要的角色，其作为人们生活和生产的主要能源之一，实际需求量日益增高。因此，作为发电的主要动力来源，汽轮机不仅对于电力生产的稳定运行具有十分重要的意义，还对于生产的效率具有一定的作用。为了使得人们所需要的电力能源最大限度的得到满足，我们需要定期对汽轮机进行相应的检测和养护，及时的发现其故障来源和存在的问题，进行专业的检修，这样才能保证电力生产的稳定发展，从而进一步促进我国社会的全面发展。
参考文献：
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[3]雷阳. 汽轮机故障分析方法评估[J]. 通用机械,2015,11:59-60.
论文作者:梁凯峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/30
标签：汽轮机论文; 转子论文; 故障论文; 过程中论文; 发生论文; 故障诊断论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第18期论文;