摘要：汽轮机是火力发电厂的重要设备之一，汽轮机的可靠性能直接关系到发电厂能否正常工作，鉴于汽轮机自身机构复杂性以及工作环境的特殊性等特点，对汽轮机的日常维护成为了发电厂日常管理中的重要环节，因此，探讨一些汽轮机的常见故障，分析故障原因，并进行正确的处理，成为了发电厂日常管理的重中之重。
关键词：汽轮机；本体；故障；检修
一、简析汽轮机本体常见故障
1.1振动异常
汽轮机振动异常是汽轮机常见故障之一，但由于汽轮机结构复杂，有多方面因素可能导致这一结果，汽轮机振动异常变成检修中的一大难题。为防止汽轮机振动异常造成威胁，一旦遇到机组振动异常问题大都通过降低汽轮机负荷的方式改善，但此法效果并不明显，还需从根本上解决问题。汽流激振是造成汽轮机组振动异常的常见原因之一。机器运行时，叶片受到不均衡的气体的冲击就会发生汽流激振；大型机组末级叶片较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振。造成振动异常的另一原因是转子热变形。机组冷态启机定速后带负荷阶段转子温度逐渐升高，材质内应力释放导致转子弯曲变形；汽轮机运行时各点摩擦不同，重摩擦侧温度高于轻摩擦侧，导致转子径向上温度不均匀，局部加热造成转子热弯曲。转子弯曲产生不平衡作用力，致使汽轮机运行时振动异常。
1.2叶片蚀损
汽轮机通常运行时间长，易造成部分零件磨损。末级长叶片是大功率汽轮机最重要的叶片，它在极高的离心力和湿蒸汽腐蚀介质环境下，承受很大的蒸汽作用力、激振力、振动以及湿蒸汽所携带的水滴冲刷的共同作用，是汽轮机中最容易受损的部分。进水是叶片蚀损的主要原因，有多方面因素可能导致汽轮机进水。疏水系统不完善、疏水部位堵塞都是汽轮机进水的导火索。此外，叶片出汽侧受冲蚀也是叶片蚀损的原因之一。叶片损蚀还会导致流经的气流不稳定，造成汽流激振，导致上一问题的产生。
1.3系统真空下降
汽轮机真空下降会致使机器运行时有效功率降低，浪费成本又达不到应提供的动力。理论上来讲，完全真空状态汽轮机有效功率最大，但从实际角度来看，并不是真空越高越好。在汽轮机设计时凝汽机真空状态已经保持在一个最好的状态，但机器运行过程中，会因为种种原因使汽轮机真空下降，影响汽轮机动力输出。实际工作中，循环水流量、循环水入口温度都是影响汽轮机真空的因素。汽轮机的凝汽器不能实现绝对密封，运行时内部压力低，在外界大气压的作用下会将空气压入机体，空气的进入使真空值下降，蒸汽对汽轮机的有效功下降，致使汽轮机输出功率降低，造成经济损失。
二、针对常见故障解决方法
2.1解决振动异常的方法
导致汽轮机振动异常原因较多，需要从多方面考量分析，找出解决方法，故障分析也是一棘手问题。在发现汽轮机振动异常后要观察记录异常时的状态，标注当时机器负荷，制作不同负荷下汽轮机工作状态的图表。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调的特性消除汽流激振。简而言之，就是在明确汽轮机振动异常是因为汽流激振后，通过图表观察，在汽轮机使用时避开产生汽流激振的负荷，从而消除汽流激振。汽轮机振动异常的另一原因是转子热变形。转子热变形是汽轮机长期运行下经常发生的状况，由于汽轮机工作时间长，作业环境高压、高温、高强度，热变形这一结果很难避免。通常这种情况下导致的机组振动异常依赖于转子回火直轴来解决。除此之外，还应注重转子的保养，在汽轮机运行时，虽是高温环境，但仍要注意转子的温度，减少转子热变形的几率，使转子后期修复处理频率降低，从而降低成本。
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2.2防止叶片受损的方法
汽轮机低压段叶片水击损伤，这是目前叶片断裂损坏的主要因素。叶片受损会影响汽轮机功率，严重还会导致机组无法运行。汽轮机结构复杂，零部件多且精细，在设计过程难免考虑不当，因为设计失误造成汽轮机运作有问题。叶片受损多因为进水问题，而有些进水问题的产生是因为设计上的缺陷，在设计汽轮机时没有考虑到疏水系统的重要性。此原因造成的叶片受损就应在设计时改进，多设计几个疏水点，这一问题在近些年汽轮机生产中几乎得到解决；在日常汽轮机检修中重注疏水系统的检查，避免出现疏水点阻塞的情况。机组在低参数、低负荷运行时，必须全部开启抽汽管道的疏水阀，以便及时排放管道内的水；铬化镍涂层是现今解决叶片冲蚀的有效方法之一。铬化镍金属陶瓷涂层具有良好的隔热性，并且有很好耐磨性，能防止叶片受损破裂。为叶片增加涂层是防止叶片受损的有效方法。
2.3汽轮机保持真空状态的方法
汽轮机排汽量、循环水流量、循环水入口温度是影响凝汽器真空的主要因素，但循环水入口温度受当地气候影响，由于机器运转时循环水量多，改变水温成本消耗大，因此实际应用中通过改变循环水流量改善汽轮机凝汽器真空下降问题。汽轮机检修时先检测凝汽机实际真空值，若实际真空值小于理论值，再在各方面寻找原因。上文提到，循环水流量是影响凝汽机真空值的一个因素，循环水流量减少会导致真空降低。循环水流量减小可能是循环水流经的管道阻塞引起的。系统最佳真空值是在管道清洁光滑的情况下认定的，汽轮机长期运作会因水质不佳等原因导致管道结垢，影响循环水流量。理论来讲，增加循环水流量相当于降低进水水温，能提高凝汽机真空值，但考虑到实际应用，水量增大不仅是经济上的浪费，更是资源上的糟蹋。因为此原因导致的真空值下降可通过清理管道水垢，保持管道通顺来解决。
2.4调速系统常见故障及处理
汽轮机调速系统的作用就是使汽轮机输出功率与负荷保持平衡。当负荷增加时，调速系统就要开大汽门，增加进汽量（负荷减小时相反）。在负荷变化时必须保持汽轮机的正常运转速度。另外当负荷突然减小时，调速系统也要防止转速急速升高。汽轮机的调速系统就是起着适应负荷需要，调节转速的作用。对于带动汽轮机调速系统，还起着根据工艺对气体流量及压力的要求，改变转速的作用。调速系统的故障会使机组转速和频率的控制变的缓慢、不灵敏，易引起汽轮机组的超速甚至引起重大事故，所以对于汽轮机调速系统的检修显得更加重要。汽轮机调速系统在运行中常出现的故障及其处理方法如下：①系统挂闸后A侧的中压主汽门不能开启；②A侧的GV3高压调速汽门在没有给定信号的情况下自动开启A侧GV3高压调速汽门在没有外部信号的情况下，挂闸后就自动打开；③活动电磁阀带电而所有的主汽门不动作；④EH油泵油压过低造成跳闸。以上的四种故障在运行中的出现会使影响机组的安全正常运行，影响电力的正常供应，及早发现和处理检修过程中出现的故障可以在很大程度上使该类故障的发生可能降低甚至避免该类故障的发生。汽轮机调速系统的安全运行，是汽轮机转速和频率稳定的基础，转速失衡和频率波动一方面会对电网形成冲击，另一方面对汽轮机的使用寿命也是一种消耗。
结语
综上所述，汽轮机是工业领域中的重要生产设备，如汽轮机的本体出现故障，则将可能带来严重经济损失及在社会上产生不良影响。因此，要重视做好汽轮机本体的检修工作，减少或预防汽轮机故障，以便提高汽轮机的生产效率。
参考文献
[1]冯磊，刘霞，轩福贞.汽轮机焊接转子残余应力模拟及其对疲劳寿命的影响[J].中国电机工程学报，2014.
[2]尹鲁，李明涛.浅谈汽轮机的常见故障及检修方法[J].中国新技术新产品，2011.
作者简介
樊时（1989.02.14），男，吉林省长春市人，长春工程学院学士学位，单位：大唐长春第三热电厂，研究方向：火电厂汽轮机本体。
论文作者:樊时
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/14
标签：汽轮机论文; 叶片论文; 转子论文; 真空论文; 负荷论文; 异常论文; 疏水论文; 《电力设备》2017年第6期论文;