摘要：汽轮辅助机作为火电厂运行过程中的重要设备之一，对保障电厂运行安全和质量具有十分重要的作用。一旦汽轮机运行出现故障将会直接对电厂运行系统造成一定的不利影响。经过实践分析可知，影响辅助机稳定运行的因素有很多，且这些不定因素的存在将会对汽轮机的正常运行造成一定的干扰。该文将对几种常见的汽轮机故障进行分析，并结合实际工作经验提出相应的解决措施，以供今后参考使用。
关键词：火电厂；汽轮机；振动故障；排查分析
现阶段，我国大部分火电厂中主要是以汽轮机发电这种形式为主。因此，汽轮机的运行稳定状态对电厂安全而言具有十分重要的影响。一旦电厂机组运行过程中汽轮机出现故障，将会直接影响发电系统的正常工作，进而影响人们的生产和生活。另外，电力系统对我国社会经济发展等具有十分重要的影响，不稳定故障因素的存在将会对社会各行各业的正常运转造成影响，进而影响社会经济健康发展。因此，火电厂应当加大重视力度，采取一定的措施切实保证汽轮辅助机的稳定运转。
一、火电厂汽轮机发展概述
火力发电是现代社会电力发展的主力军，火力发电站是将热能转换为电力的发电厂，主要设备为汽轮机，汽轮机由是蒸汽驱动的、水被加热、变成蒸汽来旋转驱动发电机的蒸汽汽轮机。在通过汽轮机之后，蒸汽在冷凝器中冷凝并且再循环到其被加热的地方，这被称为朗肯循环。火力发电站设计的最大特点是化石燃料在这里占主导地位，某些火力发电厂还被设计为产生用于工业目的的热能，以用于区域供热或水的脱盐以及产生电力。化石能源经常在燃气轮机以及锅炉中燃烧，来自燃气汽轮机的废热以热废气的形式可以用于通过使该气体通过热回收蒸汽发生器（HRSG）来产生蒸汽，然后蒸汽被用于在联合循环中驱动蒸汽汽轮机提高整体效率。电站通常大规模构造并且设计用于连续操作，几乎所有的电力发电厂都使用三相发电机来产生频率为50Hz或60Hz的交流电（AC）电力。大公司或机构可能有自己的发电厂为他们的设施供热或供电，特别是如果蒸汽用于其他目的。蒸汽驱动的汽轮机驱动发电机，该发电机为用于推进的电动机提供动力。通常称为联合发电厂的联合热电厂产生用于过程热或空间加热的电功率和热量。传统火力发电站的能源效率，被认为可销售能源产生的燃料消耗的热值的百分比通常为33%至48%。与所有热力发动机一样，它们的效率有限，并受热力学定律支配。在功率生产中未使用的热量的能量必须以对于环境的热的形式离开设备。这种废热可以通过冷凝器并与冷却水一起或在冷却塔中处理。
火电厂汽轮机控制系统在生产过程中的作用非常重要，但是其在运行中往往会出现一些故障，对其进行应急处理，并做好预防措施就显得非常重要。通过对火电厂汽轮机控制系统中比较常见的一些故障进行分析，总结提出了一些故障的处理方法和预防措施，以供相关电厂来作为提高汽轮机控制系统稳定性、安全性和可靠性的参考。
二、浅析火电厂常见振动故障
在火电厂发电系统中，汽轮机承担着十分重要的工作任务，它主要是由以下几个部分构成的，即汽轮机叶栅、主轴、叶轮、喷嘴室、机座、蒸汽室、气缸等部分。具体工作原理是在涡轮式机械装置的作用下使水蒸气的热能向机械能进行转化，进而在这种机械能作用下为发电机的发电作业提供能量支持。因此，火电厂汽轮机在正常的运转过程中，其稳定性较高、单机功率较大，同时它的工作效率高和使用周期长。但是经过相当一段时间作业运转后，汽轮机运行的稳定性也会随之有所降低，有时也会发生一些故障，而技术人员在进行故障维修的过程中，首先应当对振动异常故障进行分析，进而再根据分析结果制定相应的维修方案。当前技术水平条件下，汽轮机常见的振动故障主要有以下几种。
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2.1油膜振荡
通常情况下，油膜振荡多发生在发电机组启动提速阶段，而该振动故障产生的原因是轴承油膜上发动机转子在进行高速旋转，在旋转过程中转子会受到一定的载荷作用，并对其运行的稳定性造成一定的破坏。在正常情况下，轴承油膜上的发动机转子是一直处于稳定运行的，且转轴以轴线为中心进行高速旋转，一旦其稳定性遭到破坏，那么轴颈转速也会随之增加，这样一来，会使得轴承和转子之间的摩擦耗能增加，使得轴系临界转速减慢，油膜压力增加，最终导致汽轮机油膜振荡故障产生，并对整个发动机机组运行稳定性造成影响。
2.2汽流激振
一般情况下，汽轮机组中的高中压转子是发生汽流激振的主要部件。其原因是汽轮机内流中的蒸汽会发生一定程度的膨胀，这样一来，一方面会使高中压转子产生切向力转矩，另一方面还会产生一个从高压端到低压端的轴向力，在这两种外力作用下高中压转子的叶片会在不均匀汽流的冲击作用下使汽轮机转子发生汽流激振这一故障。
2.3转子热弯曲
所谓的汽轮机转子就是指汽轮机组中能够转动的部分，同时转子承担着汽轮机能量转化的重要任务，而转子热弯曲故障的产生与转子本身工作温度以及蒸汽的参数设定值有一定的联系。目前，转子热弯曲故障多在汽轮机组冷态起机定速带负荷运行中发生，这是因为在这种工作条件下，转子工作温度较高，同时叶片、叶轮和主轴在高速旋转下，会受到较大的离心应力，进而容易发生弯曲形变，如果转子发生热弯曲故障后仍不采取措施，那么还将会导致摩擦振动等其他故障的产生，影响电厂发电机组运行安全。
2.4摩擦振动
在长时间运行状态下，汽轮机转动部分如叶栅、叶轮主轴等会在外力和高温条件等作用下产生一定的热弯曲故障，进而对转动部分原来的稳定状态造成一定的破坏，最终产生摩擦振动故障。在这种情况下，汽轮机振动信号仍保持在工频状态，但是在转子以及其他因素的作用下会经常发生分频、倍频以及高频分量的现象，甚至有时还会有波形削顶这一异常现象的发生。另外，汽轮机转子产生摩擦振动故障情况下，其振动频率和幅值存在波动的基本特征，一旦这种故障存在时间过长，那么将会导致涡动现象的发生。
三、排查方法
转子质量不平衡的一般特征：最关键的特征是稳定的工频振动在整个信号中占主要成分。汽轮发电机组转子的质量不平衡产生的原因有三个：原始不平衡；转动过程中的部件飞脱、松动；转子的热弯曲。其中原始不平衡是主要原因。在汽轮机中，转子叶片本身布置成形成会聚喷嘴这种类型的涡轮利用当蒸汽通过由转子形成的喷嘴加速时产生的反作用力。蒸汽通过定子的固定叶片被引导到转子上。其作为填充转子的整个圆周的射流离开定子。然后蒸汽改变方向并相对于叶片的速度增加其速度。压降发生在定子和转子两者上，蒸汽通过定子加速并且通过转子减速，没有跨过级的蒸汽速度的净变化，但是压力和温度两者都减小，反映了在驱动转子的能力上。
四、总结与展望
人民生活离不开高效的电力生产，本文建立在火电厂汽轮机维护基础上的故障分析方案，通过对汽轮机维护的定义和一般故障特征的分析，将火电厂汽轮机维护与故障排查处理方案进行了综述与阐明，将其应用进行了讨论与分析说明。随着火电厂汽轮机维护技术的发展，我国火力发电也将不断进步。由此也可以看出，传统的火力发电模式已经不再适合大功率电力的提供与建设。火力发电的高效与智能化是一条光明而曲折的路，在这条路上会出现很多难题与挑战，这个任务长期而又艰巨，需要结合实际生产经验，不断地进行总结归纳。为实现自身的长远发展而进行大胆革新，利用创新思维进行现代化建设，大踏步地走向高效安全的火力发电目标。
参考文献：
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[2]徐杰强.浅析滇东电厂汽轮机真空度下降的原因和预防措施[J].中国新通信，2015（19）：110-111.
论文作者:郝惠军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/6
标签：汽轮机论文; 转子论文; 火电厂论文; 故障论文; 蒸汽论文; 油膜论文; 发生论文; 《电力设备》2018年第36期论文;