摘要：化工行业是国民产业经济的主要构成之一，为人们日常生活创造出了许多的可利用产品，同时也为企业带来了丰厚的经济收益。机械设备是化工生产的主要应用设备，借助汽轮机实现了厂内能量的自然转换，为机械传动系统搭建了广阔的调度空间。 化工业为了进行余热利用，充分回收能源，经常采用汽轮机来驱动压缩机，也有从蒸汽能廉价于电能的角度，从企业管理内部降本增效的角度，也会采用蒸汽驱动来打通工艺流程。随着化工制造产品工艺要求的不断变化，汽轮机承担的动作荷载也越来越大，内外部结构共同面临着一定的故障风险。为了便于生产流程的持续运行，对汽轮机主要故障进行分析及处理，是机械设备功能持久发挥的重要保障。
关键词：汽轮机；故障处理；对策；探析
1.概述
汽轮机组的振动是机组运行必须要监测的一个非常重要的参数，因为当机组振动超过规定的范围时，将会引起设备的损坏，甚至造成严重后果：(1)使转动部件损坏。当机组振动过大时，会使叶片、围带、叶轮等各部件的应力增加，从而产生很大的交变应力，导致疲劳而损坏；(2)使机组动、静部分发生磨损；(3)使各链接部件松动；(4)直接造成运行事故。当机组振动过大，同时又发生在高压缸端侧时，有可能危及保安器误动作而发生停机事故。因此，机组运行中要严格检测其振动值。
2.异常振动故障
2.1.安装失误。二次灌浆浇注质量不好，支座（底盘）与基础贴合不紧密；地脚螺栓松动；基础不均匀下沉。汽轮机起动后，随着升速站在机旁就能感觉到基础与汽轮机一起振动，轴振动振幅变化不明显，振动信号中有低频分量，轴承座壳体振幅明显增大，振幅不稳定。 对于安装不当引起的故障问题，这种情况最好的解决办法是重新安装，安装专业人员对设备进行拆卸、组装，从而实现设备功能的最优化配制。重新安装之后，需经过调试确定无异常再正式投入生产运行。
2.2. 运行操作。运行操作不当也是汽轮机运行故障发生的原因之一，这是由于汽轮机整体结构操控错误，造成内结构部件运行失效而产生的故障。蒸汽品质不良，通流部分结垢、腐蚀，因转子动平衡受到破坏而引起振动，这种原因引起的振动，除非叶片断落，一般不会是突发性的，振动随运行时常延长而逐渐增大，振动频率与转速合拍。对于运行操作引起的故障，叶片结垢程度可从推力轴承温度，调节级后压力的变化作出判断，如有必要及时清洗或大修时清除。
3.油系统故障
3.1.主、辅油泵切换困难。油系统是保持汽轮机持续运转的基础，同时对部件调试有一定的润滑作用，全面提升了汽轮机动力能变换的工作效率。现场运行发现，汽轮机主辅油泵在运转切换阶段，常出现油系统供应受阻等问题。例如，注油引射器底阀不能正常开启，达不到要求的开度，引射器吸油损失增大使主油泵吸油困难。通常，检修人员需详细检查底阀，如有卡涩，通过修理使其运作正常，必要时对油箱的油用滤油机重新过滤，以保持油系统供输的润滑性。
3.2.漏油。漏油不仅增加了油系统运行的耗损系统，并且有可能对汽轮机组润滑系统产生危害，增加了部件磨损程度而影响运转速率。部件装配、油管路装接时操作不符合要求，造成密封不良，密封面损伤，与油接触连接面局部离缝等，这些缺陷引起的漏油、渗油在试运行时就会显露，根据对漏油部位的检查，作相应处理，消除漏油。 例如，对油系统管路重新安装或密封处理，提高部件结构层的牢固性，进而加大汽轮机组故障的防御措施。
4.凝汽系统故障
4.1.冷却水量不足。在一定负荷下，循环水进、出口温差增大，凝汽器真空缓慢降低，大多是冷却水量不足引起的，尤其在夏季，由于循环水进口温度升高，有的机组既使增大冷却水量亦不能维持要求的真空。为了保持凝气系统冷却水供应的持续性，这种情况下应限制机组负荷，严格控制运转时的荷载大小，通过减小汽轮机排汽量，以恢复正常真空，保证了凝气系统冷却供应的正常性。
4.2.真空系统不严密。真空系统不严密，漏入凝汽器气侧的空气量增多，抽气器超负荷工作引起真空下降。真空系统可能发生漏气的地方很多，诸如排汽缸与接管法兰，接管焊口，排汽安全阀，疏水器，阀门、接头等。故障处理主要是提高真空的严密性，避免真空泄漏而对凝气系统产生损耗，通常要查找缺陷不仅需熟悉系统，而且还需细致和耐心，在查明原因后及时正确处理。
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5.结合实际案例对汽轮机转子运行故障及诊断进行分析
某市炼油厂，利用延迟焦化装置中采用汽轮机，其具体的汽轮机厂商为杭州汽轮机厂，类型为凝气反动式汽轮机，现采用ENTEK振动检测系统对汽轮机运行状态进行诊断与监测。其详细的汽轮机转子运行故障诊流程为：对汽轮机转子振动信号信息进行检测和采集、分析与处理、传输、推理以及控制等。因为振动信号检测是判断汽轮机转子运行故障的主要依据，振动信号分析与处理工作是判断汽轮机转子故障的关键环节，传输与推理是整体运行故障判断的核心，控制是汽轮机转子运行故障诊断的最终目标。同时在汽轮机转子内部安装电涡流传感器，将线缆与控制箱相连，控制箱自带的振动监测模块可完成高速度数字振动信号的传输与处理工作，再使用以太网将信号处理结果上传至上位机中，从而完成汽轮机转子运行故障的诊断工作。
5.1对ENTEK振动检测系统的利用
在该炼油厂使用的ENTEK振动检测系统性能参数如下所示：型号NK25/NK28/NK12.5；额定功率：1178KW、常规功率：1071KW；额定转速：12176RPM、常规转速：
9132RPM-12785RPM；最大进汽压力：1.2MPa（a）、常规进汽压力：1MPa（a）；常规排汽压力：0.012MPa（a）；最大进汽温度300摄氏度、常规进汽温度230摄氏度。
在ENTEK振动检测系统中，对于汽轮机转子运行故障的诊断，产生的信号数据直接送至XM模块中，经过以太网的传输，将信号传输至emonitor系统软件内部，在该软件界面中，实现传感器与信号数据的相接，使其成为振幅型数据，从而可知由emonitor系统软件连接的采集器、监测模块以及保护监测表共同组成具有共享能力的数据库，其共享数据库内自主携带故障诊断工作，能够依据实际需求，对汽轮机转子的运行故障类别进行准确定位，对此，操作人员以手动输送的方式，完成故障诊断报告的生成工作。
5.2报警和故障诊断
在对汽轮机转子振动信号数据分析过程中，应利用事先采集的信号设置与之相对应的报警界定，进而才能在振动值高出正常限定值时，及时对汽轮机转子的运行故障类型进行识别和分类，其详细的振动值高超报警流程为：输定报警值界限——输入采集数据限号——汽轮机转子运行——发生警报。首先，对转子平衡度较差故障诊断：水平与垂直倍频不平衡值均大于等于1、单倍频振动效果较为明显；其次，转子摩擦故障诊断：4倍频占据1倍频20%以上、5倍频与0.5倍频占据1倍频10%以上、2倍频占据1倍频50%以上、3倍频占据1倍频20%以上以及1倍频在界定值以上；最后，油膜涡动与油膜振动故障诊断：0.5倍频、1倍频其幅值均在2.0以上。
5.3摩擦振动故障排查措施分析
通常情况下，汽轮机转子运行的环境比较复杂，它在运行过程中不仅会受到高速旋转和气流冲击作用力，同时高温、潮湿以及高压的工作环境会对转子造成一定的破坏，影响机组转子的安全稳定运行。因此，应当对转子日常的保养和检查工作给予高度的重视，一旦检查过程中发现故障，维修技术人员应当立即采取解决措施，对产生摩擦振动的部件进行必要维修，而如果机组部件维修价值不高应当进行更换，以消除摩擦振动对汽轮机运行造成的不利影响。
5.4汽轮机积盐原因及处理措施
对于正常运行的汽轮机，其饱和蒸汽实际含盐量会与过热蒸汽含盐量相同或饱和蒸汽含盐量略高。若汽轮机的过热蒸汽含盐量比过饱和蒸汽含盐量高时，则说明汽轮机内部积盐现象已很严重，此时应及时停机，全面清洗汽轮机。在清洗时我们常用到两种处理方法手工除垢与喷砂除垢。如果用这两种除垢法不能完全去除汽轮机内部污垢，可用柠檬酸溶液配合软水来进一步清洗汽轮机。
参考文献：
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论文作者:于奎
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：汽轮机论文; 转子论文; 故障论文; 机组论文; 倍频论文; 系统论文; 汽轮论文; 《电力设备》2018年第31期论文;