汽轮机常见故障分析与检修

苏敬宇

吉林 松原  131109

摘要：汽轮机属于大型工业设备，其主要工作原理为在高速旋转的作用下高温、高压蒸汽的热能和压力能转化为机械能，进而驱动发电机、压缩机以及空压机等设备。汽轮机在实际工作中通常面临参数的调整、负荷的变化以及环境因素等影响，从而容易发生各种故障问题，进而严重影响到作业效率和安全。为此，就电厂汽轮机常见的故障进行分析，并针对这些故障提出相应的解决措施，以确保电厂正常稳定运行。

关键词：汽轮机；常见故障；检修

1汽轮机常见故障分析与检修

1.1真空下降故障

真空下降的主要特征：（1）真空表指示下降甚至发出报警音响。（2）排汽温度升高，凝结器端差明显增大。（3）主抽汽器冒汽量增加。真空下降的处理方法：（1）若真空平稳下降时，按规定减负荷运行。（2）若真空急剧下降时立即开启辅助抽气器。关闭汽机凝结器真空补水门（或压力补门），特别是其他汽机在运行状态且利用真空补水情况下迅速查明真空下降的原因。若为循环水中断，应先启动备用泵，关闭故障泵出口门，恢复循环水供水。若为凝结泵故障，迅速开启备用泵，停故障泵，关出入口门及空气门。负荷减少至零后，若真空下降至-0.06MPa表压以下且继续下降，应立即打闸停机，并向主控室发出“机器危险”信号，再按正常停机操作。最后还需检查检查主抽气器和后轴封信号管冒汽情况是否正常。（3）若真空缓慢下降时按规定减负荷。查明真空下降原因及时处理。则检查轴封送汽是否正常。查看凝结水泵工作是否正常及凝结器水位情况，必要时开备用泵。检查主抽气器各段蒸汽压力和真空是否正常及主抽藏水器情况，必要时开直通门疏水。检查真空系统所有管道阀门，是否有无漏气处。检查凝结器出入口水压力和温度及入口滤网是否堵塞缺水。检查凝结器底部汽侧放水门是否关严。真空下降至-0.08MPa表压以下时，开启辅抽，关闭真空补水门，调整凝结水电动再循环门，保证凝结器水位。负荷减至零，且真空降低至-0.06MPa表压以下并继续下降时，应联系主控室故障停机。

1.2转子表面裂痕故障

汽轮机转子出现裂痕同样会引发振动故障。在汽轮机运行过程中，负荷快速提升时转子处于高温状态，负荷快速下降时转子则处于低温状态，负荷增减切换较为频繁，导致转子需要频繁转变温度状态。快速的冷热变化导致转子出现应力疲劳，在热应力影响下产生裂痕问题。在加工或安装转子的过程中，技术操作不规范，会导致转子结构表面应力不均匀，集中于某一点的应力将会在达到一定累积值后引发裂痕问题。另外，由于转子长时间处于高温蒸汽加工环境下，各种蒸汽中存在的杂质在高压运转下将会与转子产生持续碰撞，从而对转子结构造成一定的磨损。汽轮机加工中的酸性杂质也可能会腐蚀转子，导致其出现各种不同类型的裂痕问题。诊断是否由转子裂痕引发的振动故障，首先要检查汽轮机的整体刚度。若转子结构出现裂痕，则会导致局部刚度下降，进而在转子结构上呈现出不均匀的刚度分布。其次，进入临界转速后，转子结构将会出现2倍频率的振动现象，因此可根据时域特征判断是否因转子裂痕产生振动故障，包括转子出现热弯曲现象、临界转速明显降低、振动幅度上升、出现与预期不相符的平衡结果等。最后，可根据转子的升速特征加以诊断，包括低速运行时出现较大的时振现象、超过临界转速时产生振动且持续增大。若符合上述特征，则表示汽轮机的振动故障由转子裂痕造成。

1.3老化故障

汽轮机老化故障的原因比较复杂，通常表现为以下几点。首先，当汽轮机在受到大量反复的热应力作用后，会导致材料疲劳，进而引发裂纹和故障，热疲劳通常是由于汽轮机在冷热交替、湿气侵入、化学腐蚀等因素下长时间运行所引起的。其次，汽轮机在高温高压的环境下运行，会受到水蒸气、二氧化硫等化学物质的腐蚀，这些腐蚀会影响汽轮机的正常运行。再次，汽轮机在运行过程中，各个部件之间会存在摩擦和磨损，如果维护不当或材料耐磨性不足，就会导致磨损加剧，进而引发故障。汽轮机内部相关部件材料会逐渐老化，从而导致汽轮机的性能下降，引发故障。一旦发现老化部件，需要及时更换或修复，对于轻微老化，可以采取磨削、涂层等方法进行修复，而对于严重老化或损坏的部件，则需要更换为新的零部件，在更换部件时，务必选择符合规格和质量标准的零部件，确保其与原设备兼容，否则质量较差的零件很容易在使用过程中发生问题而影响到火力发电厂的正常运转。另外，老化故障通常伴随着润滑系统的问题，因此，定期检查润滑系统，确保润滑油的质量和量足够，是非常重要的，而定期更换润滑油，并清洗润滑系统，可以减缓老化过程，提高设备的寿命。在对火力发电厂汽轮机老化故障的检修时，还应该记录每次的维修和检修过程，包括更换的部件、修复方法、维修日期等信息，并且制定详细的维护计划，包括定期检查、润滑、清洁等工作。

1.4汽轮机推力瓦腐蚀故障

实践表明，当汽轮机的推力瓦腐蚀严重会引发机组的推力间隙出现改变，进而诱发汽轮机机组出现较为剧烈的异常振动。针对此问题，以N45-1型汽轮机为例，其对应的进气压力为1MPa，进气温度为210℃，额定运行功率为44500kW。在实践生产中发现，该型汽轮机的轴位移增大，最大达到0.438mm，主推力瓦的温度也不断升高，最高升高值98.4℃。而且，现场检查发现，汽轮机机组的副推力瓦无磨损，而主推力瓦出现了较为严重的磨损，其中主推力瓦进油一次的磨损相对于出油一次的磨损较小。进一步分析，主推力瓦上的磨损属于电腐蚀现象。针对上述问题，在汽轮机机组前轴承和后轴承的位置安装挡油环，并在每个挡油环上外接一个接地的碳刷。基于上述措施维修后，在试运行的3个月的时间内，汽轮机机组再未出现过轴位移增大和推力瓦温度超标的问题。

2对汽轮机辅机维修几大故障问题的检修

汽轮机辅机维修中几大故障问题的检修需要重点关注。水泵挂闸故障发生后，应及时采用检查原因-逐个排查-维修反馈-维修调整整套维修流程进行故障的处理。循环水系统发生故障时应对其组成部分可能出现的几种情况进行分析，分先后主次进行检修。油质未达标的问题应该提前进行问题分析，做好计划杜绝各种可能影响油质问题的行为出现。比如，水泵挂闸故障，需立即将原因关注在有各种电磁阀接线的控制油回路，逐个排查其各个接线口的带电时间状态，并及时反馈检修情况，排除一种故障后，立刻进行下一项相关问题检查，比如，油缸的活塞盘与弹簧盘是否正常，调整检修方式，对可疑部分进行处理，冲洗电磁阀与速关电磁阀并排除其卡顿的可能。利用此类问题的循环检修反馈与检修方式调整最终确定问题处理故障。比如，循环水系统故障，按照其部件的组成进行检修方向的确定，首先，查看循环水泵是否出力压力正常，下一步再进行汽轮机各真空管路是否有故障问题，可以利用灌水反查的方式确定故障位置，另外，重点观察真空泵是否正常，主要检查其密封性是否完好。比如，油质未达标会影响机组的各个部位的，对汽轮机辅机的整体运作构成威胁。在机组检修工作中，提前分析油质未达标会出现的动作行为，然后，进行提前计划规避问题的发生是最有效的手段。比如，分析油质未达标的结果的可能性，像工程前期施工质量监管不足就会导致在安装油管道时出现混入杂质的风险。

3结束语

汽轮机为工业生产中不可或缺的设备，其将高温高压的蒸汽能转化为机械能，实现对电动机、压缩机等设备的驱动。在实际运行中，由于其内部和外在因素导致汽轮机出现异常现象，不仅会导致机组意外停机，而且会影响机组的寿命。本文总结出对应的故障类型，并开展了汽轮机故障维修的研究。

参考文献

[1]刘刚.火力发电厂汽轮机常见故障分析与检修研究[J].中国设备工程,2022(2):43-44.

[2]姜永超.火力发电厂汽轮机常见故障分析及解决措施[J].设备管理与维修,2021(24):58-59.