摘要：文章首先简述了汽轮机概述，然后分析了凝汽式工业汽轮机真空故障，最后重点探讨了针对汽轮机故障的原因进行故障排除。
关键词：凝气式汽轮机故障原因分析处理过程
一、前言
随着社会经济的不断发展，人类处处都离不开电力，汽轮机作为电力发电的一部分，在发电过程中也占有一定的主导作用，凝汽式汽轮机正常运转的关键条件之一，凝汽器的真空度是影响汽轮机效率的重要因素，对整个汽轮机组的热经济性影响较大。
二、汽轮机概述
1、工作原理。汽轮机的具体工作原理是当来自于锅炉中的蒸汽进入到汽轮机以后，蒸汽会按照一定次序经过机组内的喷嘴和动叶，同时将蒸汽本身的热能逐步转化为供汽轮机转子旋转的机械能。
2、结构部件及配套设备。汽轮机通常都是由两大部分组成，一部分是转动部分，即转子，主要部件有联轴器、叶轮、主轴以及动叶片等；另一部分是静止部分，即静子，具体部件包括汽缸、轴承、隔板、汽封、静叶栅以及进汽部分等。由于汽轮机一般都是在高温和高压的条件下以较高的转速进行工作的，所以其属于精密类重型机械设备，与之配套的设备主要有锅炉、发电机、加热器、凝汽装置以及泵等。
3、汽轮机的特点。与传统的往复式蒸汽机相比较，汽轮机具有蒸汽流动速度高、连续性好、单位面积中所能经过的蒸汽流量大等优点，所以其能够发出的功率要远远大于往复式蒸汽机。对于大功率的汽轮机来讲，可采用较高的蒸汽温度和压力，故此其热效率也相对较高。自汽轮机问世以来，很多专家学者都将研究的重点放在提高汽轮机的安全性、可靠性以及耐用性等方面上。伴随着科技水平的不断提高，现如今的汽轮机在整体性能已经非常优良，并且已成为各大热电厂中重要的发电机组。
三、凝汽式工业汽轮机真空故障分析
1、凝汽器的冷凝影响因素
由于机组的凝气器设计为表面式凝汽器，因此其换热面积在4000m3左右，通过对换热器进行检查，未发现有明显的泄漏及温升变化不明显的现象，这就说明相关的管束未发生堵塞。通过对换热器的冷却水进行温差的判断，可以得出其凝汽器冷凝能力较为正常，非真空恶化导致的基本分析结果。
2、抽气器的抽气影响因素
抽凝式汽轮机机组的抽气系统所配置的两台主抽气器及一台启动式抽气器是采用4.4MPa、430℃的过蒸汽为动力的。在机组进行启动前主要利用启动抽气器进行工作，使真空达到所设定的条件，完成机组启动后，将启动抽气器切换至主抽气器进行工作。主抽气器通常是一开一备的，在条件允许的情况下对主抽气器进行切换，此时如果真空度没有发生明显的好转，最后将启动抽气器进行投入，如果真空度仍然是波动的，则应对抽气系统进行大查，进而判断抽气器是否是真空波动的原因。
3、对真空压力表的引压管进行检查
此抽凝式机组的就地压力表及远传压力测点是通过同一管子进行引出的，因为设计的原因引压管曾经发生过明显的积水现象，后来通过对技术进行改造有效解决了这一问题。在现场对管内进行检查，并没有发现明显的积水，因此可以有效排除引压管的原因。
4、核查现场无泄漏的现象
抽凝式汽轮机组的真空系统包括以下几部分：抽气器系统、爆破板、凝气器系统、汽封、凝气水泵及水封等。在工作现场对真空系统的管线进行一一核查，其密封性良好，同时对轴封汽压缸的排气管线进行检查，并无气泡冒出现象，因此可初步判断为轴封汽压不够，对旁路进行开大后真空并没有发生变化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆检查其轴封调节阀，确认调节装置是正常的，在现场利用对管口进行堵封的措施以防止真空遭到进一步破坏。
5、轴封系统
为了有效防止凝气式汽轮机机组在运行中出现高压端蒸汽发生泄漏的现象，应对汽轮机机组的自带疏齿式进行密封，进而构成密封腔，防止蒸汽外泄的同时有效对蒸汽进行隔离。通常轴封汽是由4.4MPa的蒸汽通过减压而来。设置减压装置的目的是为实现自动控制：当压力高时阀门将自动关小，应在现场确认控制器是正常的。根据轴封系统的特点对轴封余汽调节阀进行设置，利用轴封余汽调节阀管线将多余的蒸汽排至凝汽器。现场对低压端的轴封排管线进行检查，详细分析轴封管线系统的工作原理，当其发生明显故障时有如下几个特点：温度较低；温度较高；供汽布置；有渗水的现象。
通过对轴封供汽系统进行检查，未发现明显的异常现象，利用测温枪对管线的温度进行测量，为410℃，温度为正常值。此时可以排除轴封汽供汽不足的原因，在现场重点对轴封汽带水进行检查，由于轴封汽的温度较为正常，因此不能出现自身带水的现象，怀疑为轴封管线出现死角所致。对轴封汽管线进行排查，未发现由于施工原因，导致轴封的余汽调节管线出现死角，在余汽调节阀未打开的情况下，容易造成冷凝成水的现象。
当抽凝式汽轮机的轴封汽管线所带的水量较大时，将造成轴封供汽的严重不足，通常低压端都是真空，因此特别容易导致空气倒吸现象的出现，致使轴封气无法外冒。抽凝式汽轮机发生真空波动的原因就在于此，即轴封余汽管线的积水导致轴封汽量的减少，对排汽压力波动和排汽温度造成了影响，导致排汽温度上升。
四、针对汽轮机故障的原因进行故障排除
1、汽轮机的发展的故障是多方面的，这就需要我们去逐个的排除故障的原因，找出故障的所在位置，再进行较为细致的维修。针对气流激振的特征，对其故障进行细致的查找及排除。气流激振这一故障的分析时间较长，一般需要半年到一年的时间才能查出来。它是通过记录汽轮机工作过程中机组每次的震动数据，机组产生的负电荷的数据等，把这些数据做成曲线的形式进行观察的。通过曲线的观察可以清楚的看到机组震动的变化趋势及范围，从中找出机组产生震动的原因，然后再采取相应的维修措施。遇到这类型的故障，一般是通过改变升降负电荷的速率来解决的。首先是要确定汽轮机组在工作中产生的气流激振的多少及机组在此期间的工作状态。然后再采取降低机组负电荷的变化率和避开产生气流激振的负电荷的范围等方式，来避免产生气流激振故障的产生，从而达到维修汽轮机组的目的。
2、针对转子热变形的特征，对其进行故障分析及排除。前面所说的转子由于高温会产生两种变形，分别是永久性变形和暂时性变形，它们是两种完全不相同的故障，但是不管是那种转子热变形，其故障的原理都是一样的，都是由于转子质量偏心而产生的旋转矢量振动。在转轴弯曲过程中转速达到某个值时，转轴的振幅会自动产生一个“凹谷”，从而产生汽轮机异常振动。要想知道汽轮机发生的是那种故障，就必须了解它的内在原理。从汽轮机的内在原理中找出它可能导致振动的原因，从而再加以维修。不管是由于高温致使转子永久性变形，还是暂时性的变形，为了使机器能够正常的运行，都要更换新的转子，这样可以减小汽轮机的异常振动，从而避免了振动源头得产生，进而机组就不会产生异常振动。
3、针对摩擦振动的特征，对汽轮机故障进行分析及故障排除。对于汽轮机来讲，由于摩擦产生的汽轮故障是非常常见的。汽轮机组的摩擦可能会产生机器的抖动、涡动等现象。但是最主要的原因还是转子的热弯曲。这一故障主要是由于重摩擦测温度高于轻摩擦温度，而导致的转子表面温度的不均匀，进而产生了一种新的转子摩擦故障。
五、结束语
综上所述，汽轮机的真空故障是汽轮机运行过程中较为常见的故障，也是汽轮机在工作过程中不可避免的故障。我们应通对抽凝式汽轮机真空波动原因进行全面的排查，有效排除故障，应引起相关技术和管理人员的高度重视，只有这样汽轮机的故障能够很好的得到解决。
参考文献：
[1]孙曰泰，靳江波.汽轮机主油泵与交流润滑油泵切换失败原因及对策[J].华北电力技术，2014
[2]孙颖杰.抽凝式汽轮机组故障原因分析与处理[J].能源与环境，2013
论文作者:赵亮
论文发表刊物:《基层建设》2015年31期
论文发表时间:2016/9/28
标签：汽轮机论文; 机组论文; 故障论文; 转子论文; 真空论文; 管线论文; 原因论文; 《基层建设》2015年31期论文;