摘要：作为直接影响人们正常生产生活和经济发展的基础民生企业，电力企业是否能够安全稳定运行受到了人们越来越多的关注。汽轮机是火电厂运行的重要设备，一旦汽轮机发生故障，将会影响到电力的生产供应和人们的生产生活。因此，本文在对汽轮机的基本原因和优点进行阐述的基础上，对火电厂汽轮机的常见故障，如汽封片故障、汽轮机严重积盐、汽轮机异常振动和汽轮机进水等进行了分析，并针对性提出了维护方式，以期为火电厂汽轮机健康运行提供相关的参考。
关键词：火电厂；汽轮机；常见故障；维修方法
火电厂，全称火力发电厂，是以天然资源作为燃料通过能的转换为电能的工作厂家。一般是先将水通过加热为水蒸气，把天然资源的化学能转化为热能，再通过汽轮机将热能转化为机械能，最后通过汽轮机的运作转动将机械能转化为最终的电能。
一、电厂汽轮机的工作原理和优点
1.1汽轮机的作用
汽轮机是把蒸汽产生的热能转化为机械能的重要机械，一般是通过汽轮机内的旋转来达到工作完成目的的。汽轮机会按照热力的不同性质进行分类，一般有背压式汽轮机、凝汽式汽轮机、蒸汽式汽轮机、供热式汽轮机等。火力发电厂都是以天然资源作为燃烧燃料，常燃烧的燃料有天然气、石油等，这些天然燃料在燃烧的过程中释放出化学能，在燃烧中将化学能量转化成热能，最后把热能转化为机械能后发点成为电能，通用到每家每户中进行时电能量的消耗和使用。
1.2工作过程
它的工作详细过程为：在锅炉中注入水，并燃烧天然资源，加热锅炉中的水，一直到锅炉中的水沸腾后变为水蒸气，形成的水蒸气从调节汽阀中通过，进入到汽轮机机械的内部，接着根据先后的顺序分别经过环状的喷嘴、动叶栅，使其运动做功，做功后的热能推动这汽轮机机械内的机轮进行转动，通过转动形成完全的机械能量，释放出来的机械能量通过驱动联轴器，驱动发电机进行发电运行工作，原本做功后的水蒸气会被汽轮机内部的排汽通道排除汽轮机内，没有了热的能源，水蒸气则由于冷凝再次变回液态形式，变回液态水后可再次运输到加热锅炉中进行加热至沸腾，成为水蒸汽，以此循环工作。
1.3汽轮机的优点
蒸汽机在实质上是一种原动机，可以转化不同性质的各种能量。它一般通过旋转来进行能量之间的转换，主要用于发电厂的原动机，但同时也可作为发动机来驱动压缩机或是风机等，还能为我们的生活和生产提供热能。蒸汽机由很多复杂的零部件组成，主要包括汽缸、转子、联轴器、轴承等各个部分，而且轴承可以说是其中最不可少的重要部件，它的作用非常关键，即要承受转子的重力还要确定其在汽缸所处的位置。电厂汽轮机的工作原理其实并不复杂，简单点说就是利用物体在不同的作用力下进行做功。其中，这些作用力可以是冲动力也可以是反作用力。前者利用物体受到冲动力作用而改变了速度，来做机械功。而后者则利用物体受到反作用力而改变运动状态来做功。这两种就是电厂汽轮机的主要工作原理。汽轮机具有如下优点：（1）热效率高。凝汽式汽轮机组综合热效率高达40%，而供热式机组综合热效率高达80%；（2）连续工作的回转机械，具有较大的功率；（3）运转平稳，事故率较低，充分提高了设备利用率。
火电厂是利用煤、石油、天然气等作为燃料来生产的企业，它的基本生产过程是燃料在锅炉中燃烧加热水使其成为蒸汽，将蒸汽经主汽阀和调节汽阀进入汽轮机内，然后依次流过一系列环形安装的喷嘴栅和动叶栅而膨胀做功，将热能转换成推动汽轮机转子旋转的机械能，通过联轴器驱动发电机发电；膨胀做功后的蒸汽由汽轮机排汽部分排出，排汽至凝汽器凝结成水，再送至锅炉加热器加热成蒸汽，如此循环。
二、汽轮机的常见故障及维修方法
2.1汽轮机发生不正常振动的原由和检测、维修方式
不正常的振动是汽轮机经常发生的故障，而产生振动的原因有很多，因此，正确的判断出振动部位与原因是最为重要的部分。
2.1.1气流的激振造成的不正常振动
气流的激振有两个明显的特点：第一是会造成很多数量值的低级频率分量；第二是振动的大小会影响到机械运行过程中的参考参数，并且增大的振动会显现出突发的性质。而造成汽轮机气流的激振原因不外乎是工作叶片遭受到不均匀、不平衡的热气流冲击而导致的。一般解决这个问题都是通过调整锅炉内加热的水以及水蒸气流动时的量，或者调解高压气门等方法，调解整理后还需要确定工作机械气流的激振情况变化，用减小负荷度和减小负荷的范围，使汽轮机不在有气流的激振现象发生。
2.1.2轴颈由于过热发生的变形引发的振动
轴颈也叫转子，当轴颈由于热度而发生变形后也会造成汽轮机机械发生不正常的振动。如若频率振动的振幅加大，影响到工作温度和水蒸气的参数时，机械发生了不正常的振动，可以完全肯定是轴颈由于热而发生了弯曲等变形，因此产生了不正常的振动，这些问题除了振动外还会带出摩擦引发的抖动等问题。轴颈由于发生变形造成了不平衡，即使信号还是工作时的频率，但是会导致许多数据受到影响，还会产生高频、分频、倍频、低频等分量。产生的摩擦如果较为严重，振动的振幅会更大。一般都采用更换新的轴颈等转子来解决这类造成的振动问题，没有了内部的产生振动的振动源，外部机械也就不会产生不正常的振动。
2.2调速的系统发生问题的原由和检测、维修方式
在汽轮机内部有一个调节速度的调节系统气门，这类问题则是因为气门有了松动摇摆的现象，导致汽轮机产生了剧烈的振动，影响了机械正常运作的安全性。开机后轴颈的速度不稳定，转动的速度上下幅度在±21r/min；在运作的过程中，泵口的油压强瞬间快速下降，归回到开始的最初值；气门在调节过程中会大幅度的摇动，尤其是调节阀门处，太过严重的时候会造成轴瓦的损坏。其解决方法有多种；（1）在设计的时候就对内部的油管路等系统进行全方面的改进和调整。（2）加强对油质的管理方式，定期的做更换和检测，保证其在工作中的畅通。（3）使用前都进行合格的检测，定期的更换或者清洗机器的内滤网。（4）确保气门门杆的到位，还有连接拧的到位，两者的碰触面在75%以上，完全将振动消除掉。
2.3凝气器的真空降低的原由和检测、维修方式
凝汽器的正常工作是形成一个一定程度的真空工作空间，凝汽器的真空降低会影响到工作机械的内部的正常运行，工作的环境也会受到温度的影响而引发出别的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其解决方法有两种；一种是给喉部下方的凝汽器侧边和真空的部分注水进行是否有漏水现象的检查，定期的对其喷口进行清理；定期的对整个汽轮机的轴封进行全面的检查。另一种是用化学的方式对凝汽器进行除去污垢，一般用的都是5%浓度的氨基磺酸，加入0.5的铜缓蚀剂和0.2%的氢佛酸，用0.1m/s的渗透方式。进行反复的清洗和清除，直到检测的含酸液体连续两次相同时停止，证明已经完全清理干净。
2.4汽轮机水冲击及维修措施
水或冷蒸汽进入汽轮机，可能造成设备严重损坏。水冲击将造成叶片的损伤、动静部分碰磨、汽缸裂纹或产生永久变形，推力轴承损坏等。关于汽轮机进水事故，应以预防为主，若运行中一旦发生，必须采取迅速果断的措施进行处理。
当主蒸汽温度和压力不稳定时，要特别注意监视，一旦汽温急剧下降到规定值，通常为直线下降50℃时，应按紧急停机处理。注意监视汽缸的金属温度变化和加热器、凝汽器水位，即使停机后也不能忽视。如果发觉有进水危险时，应立即查明原因，迅速切断可能进水的水源。热态启动前，主蒸汽和再热蒸汽要充分暖管、保证疏水畅通。当高压加热器保护装置发生故障时，加热器不以投入运行。运行中定期检查加热器水位调节装置及高水位报警装置，应保证经常处于良好状态。加热器管束破裂时，应迅速关闭抽汽管上相应的进汽门及止回阀。在锅炉熄火后蒸汽参数得不到保证的情况下，不应向汽轮机供汽。对除氧器水位加强监督，杜绝事故发生。
2.5通流部分故障及处理方法
动静磨损中间再热式汽轮机，参数高、容量大、汽缸数目多，又有内外缸之分，因此汽缸和转子的膨胀关系比较复杂。汽轮机通流部分的磨损，一般发生在机组启、停和工况变化时，产生磨损的主要原因是：汽缸与转子不均匀加热和冷却；启动与运行方式不合理；
认真分析转子和汽缸的膨胀关系，在启动、停机和变工况下，加强对胀差的监视。在正常运行中，由于某种原因造成锅炉熄火，应根据蒸汽参数下降情况和胀差的变化，将机组负荷减到零，合理调整通流部分间隙。防止上下缸温差过大和转子热弯曲，以防振动过大等。正确使用汽封供汽、防止汽封套变形。调整节级导流环必须牢固可靠，保证挂耳的焊接质量。
三、汽轮机故障的诊断方法
汽轮机在发生故障时，会产生不同的振动，所以可以根据振动的特点来对故障进行有效的判断，首先要仔细的观察故障的特征，然后进行认真的分析和研究，从而找出故障所在。
3.1收集振动特征和其他相关信息，振动的特征包括振动频率、振动的振幅与相位、振动与转速之间的关系、振动的趋势分析；其他相关信息包括机组机构信息、同行机组信息、运行情况记录、检修情况等。
3.2在收集振动特征和其他相关信息之后，进行故障机理的分析，从而提取故障的频谱特征、趋势特征和其他相关特征作为故障诊断的参考依据。
3.3对汽轮机故障进行诊断，其目的是为了有效的排除多发故障，所以在采取诊断方法时，尽量做到简单可行。
四、汽轮机故障诊断技术的发展趋势
1.全方位的检测技术
针对汽轮机及其系统各种故障的各种新检测技术将是一个主要的研究方向，会出现许多重要成果。
2.故障机理的深入研究
任何时候，故障机理的深入研究都将推动故障诊断技术的发展。故障机理的研究将集中在对渐发故障定量表征的研究上，研究判断整个系统故障状态的指标体系及其判断值将是另一个重要方向。
3.知识表达，获取和系统自学习
知识的表达，获取和学习一直是诊断系统研究的热点，但未取得重大突破，它仍将是继续研究的热点。
4.综合诊断
汽轮机故障诊断，将从以振动诊断为主向考虑热影响诊断，性能诊断，逻辑顺序诊断，油液诊断，温度诊断等综合诊断发展，更符合汽轮机的特点和实际。
5.诊断与仿真技术的结合
诊断与仿真技术的结合将主要表现在，通过故障仿真辨识汽轮机故障。通过系统仿真为诊断专家系统提供知识规则和学习样本，通过逻辑仿真对系统中部件故障进行诊断。
6.信息融合
汽轮机信息融合诊断重点在征兆级和决策级展开研究，目前是通过不同的信息源准确描述汽轮机真实状态和整体状态。
7.从诊断向汽轮机设备现代化管理发展
研究的重点将集中在基于诊断技术的预知维修决策，维修管理，设备计算机化管理系统等方面，目的是针对汽轮机及其系统实施预知维修或基于状态的维修，获得最大的经济效益。这也将是推动电厂接受该汽轮机诊断系统的一个根本所在。
五、结束语
总而言之，火电厂汽轮机故障检修工作极其重要，火电厂要针对发电的需要，提出一套能够快速检修汽轮机故障的方案，以便于可以快速的对汽轮机的故障进行维修，确保火电厂汽轮机的运行稳定性。
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论文作者:郭伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/4
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