樊世賢

（山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

1 火電廠汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)成

作為火電廠的重要設(shè)備，汽輪機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行不容忽視。汽輪機(jī)檢修者必須充分了解汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)，才能有助于對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況、故障情況及可能存在的危險(xiǎn)點(diǎn)做出正確分析，保證汽輪機(jī)正常運(yùn)行。汽輪機(jī)主要由轉(zhuǎn)動(dòng)部分（即轉(zhuǎn)子）、固定部分（即靜體）兩部分組成，其中轉(zhuǎn)動(dòng)部分主要構(gòu)成部件包括主軸、葉柵、葉輪、聯(lián)軸器、緊固件等，而固定部分則包括蒸汽室、隔板、軸承座、滑銷(xiāo)系統(tǒng)、軸承、噴嘴室、機(jī)座等。汽輪機(jī)主要是作為火電廠帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)，除了上述主要結(jié)構(gòu)，還需要配置相應(yīng)的附屬設(shè)備，比如閥門(mén)、管道、凝汽器等，在這些設(shè)備的共同運(yùn)作下，實(shí)現(xiàn)了熱能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，為發(fā)電機(jī)提供原動(dòng)力，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，供應(yīng)電網(wǎng)用電需要。

1.2 汽輪機(jī)的工作原理

汽輪機(jī)的本質(zhì)實(shí)際上是一種能量的轉(zhuǎn)換裝置，它將高溫高壓蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為渦輪式機(jī)械能，高溫蒸汽通過(guò)噴嘴進(jìn)入，在高壓下突然膨脹，在噴嘴處壓力降低的同時(shí)速度增加，氣流方向轉(zhuǎn)變的同時(shí)，產(chǎn)生沖擊力吹向葉片，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)做功，實(shí)現(xiàn)熱能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)變，而渦輪的軸旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的機(jī)械能通過(guò)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電的全過(guò)程。

2 火電廠汽輪機(jī)常見(jiàn)故障的分析

2.1 異常振動(dòng)

異常振動(dòng)也是汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中比較常見(jiàn)的故障，汽輪機(jī)會(huì)出現(xiàn)異常振動(dòng)的原因有很多，主要包括轉(zhuǎn)子熱形變、氣流激振等。汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中氣流激振時(shí)會(huì)出現(xiàn)量值低頻分量、運(yùn)行參數(shù)變化等情況，此時(shí)振動(dòng)異常情況會(huì)增加，葉片會(huì)導(dǎo)致不均衡氣流沖擊現(xiàn)象。轉(zhuǎn)子熱變形導(dǎo)致的異常振動(dòng)是因?yàn)檗D(zhuǎn)子熱變形彎曲因素，汽輪機(jī)會(huì)出現(xiàn)異常振動(dòng)，一般轉(zhuǎn)子在出現(xiàn)發(fā)熱變形后會(huì)因?yàn)槟Σ连F(xiàn)象在汽輪機(jī)內(nèi)部導(dǎo)致渦動(dòng)與振動(dòng)現(xiàn)象，最終出現(xiàn)振動(dòng)幅度過(guò)大情況。

2.2 調(diào)速系統(tǒng)故障

調(diào)速氣門(mén)擺動(dòng)現(xiàn)象也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，此種故障主要是由于靜輪機(jī)調(diào)速器故障所導(dǎo)致的，這樣無(wú)法確保轉(zhuǎn)子定速，轉(zhuǎn)速會(huì)出現(xiàn)擺動(dòng)現(xiàn)象，當(dāng)情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致軸瓦損壞情況。

2.3 汽輪機(jī)凝汽器真空偏低情況

在汽輪機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中凝汽器真空度會(huì)給整體運(yùn)行過(guò)程帶來(lái)不利的影響，所以當(dāng)出現(xiàn)真空度降低且處在高溫環(huán)境時(shí)汽輪機(jī)凝汽器會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，無(wú)法保證汽輪機(jī)熱效率，真空氣密性出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也會(huì)導(dǎo)致此種現(xiàn)象。

3 汽輪機(jī)組診斷及檢修措施

3.1 診斷方法

振動(dòng)現(xiàn)象是汽輪機(jī)組運(yùn)行故障中較常見(jiàn)的問(wèn)題，因此檢修人員應(yīng)明確振動(dòng)特征，并對(duì)故障類(lèi)型進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而確定故障位置及出現(xiàn)故障的原因。檢修人員首先應(yīng)對(duì)振動(dòng)頻率、振動(dòng)振幅、相位、趨勢(shì)以及汽輪機(jī)運(yùn)行記錄、檢修情況等進(jìn)行集中分析，完成對(duì)故障的初步診斷；然后根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)、汽輪機(jī)運(yùn)行信息等完成故障判定；最后，對(duì)較常發(fā)生的故障進(jìn)行排除。

3.2 故障檢修

第一，對(duì)氣缸故障進(jìn)行檢修。保證汽輪機(jī)氣缸缸體中各部件及缸體內(nèi)部真空層可以滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用要求，確保汽輪機(jī)機(jī)組可以正常運(yùn)行，具體步驟包括以下幾點(diǎn)：①將儀表拆除后再將裝板除去，根據(jù)情況標(biāo)注好序號(hào)；②汽輪機(jī)保溫層拆除；③將調(diào)速氣門(mén)三角架螺栓拆除；④暗桿安裝過(guò)程中應(yīng)涂抹好透平油，采用縱向檢測(cè)方式檢測(cè)氣缸結(jié)合面及形變情況；⑤完成檢查工作后應(yīng)將形變部件、磨損部件或銹蝕部件進(jìn)行及時(shí)檢修或更換。

第二，轉(zhuǎn)子故障檢修。在進(jìn)行檢修時(shí)應(yīng)注意以下方面：①將位置做好標(biāo)注，然后利用水平儀完成軸向檢查，保證其滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)；②利用千分表完成轉(zhuǎn)子晃度測(cè)量，在此過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保度數(shù)是統(tǒng)一的并進(jìn)行反復(fù)多次測(cè)量，有效避免誤差；③利用檢測(cè)儀器完成動(dòng)靜葉片間隙檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)數(shù)值進(jìn)行詳細(xì)記錄并做好保存后期進(jìn)行對(duì)照；④拆除聯(lián)軸器螺栓后完成檢查工作，在進(jìn)行檢查工作時(shí)應(yīng)對(duì)止口間距進(jìn)行嚴(yán)格控制，在滿(mǎn)足此項(xiàng)要求后對(duì)聯(lián)軸器螺栓質(zhì)量進(jìn)行檢查。在確保連軸器螺栓無(wú)裂縫的基礎(chǔ)上檢修軸頸及推力盤(pán)，然后完成動(dòng)靜葉片清潔工作。最后檢修人員應(yīng)對(duì)噴咀部件、隔板部件、各邊套及附屬部件等進(jìn)行檢修，在檢修的過(guò)程中應(yīng)確?？p隙是順暢的。具體步驟包括以下方面：①拆下隔板、導(dǎo)葉環(huán)及噴咀；②對(duì)部件是否存在損壞現(xiàn)象進(jìn)行檢查，然后對(duì)部件進(jìn)行清理，在此過(guò)程中應(yīng)避免出現(xiàn)部件被破壞現(xiàn)象，重點(diǎn)關(guān)注裂縫或部件松動(dòng)現(xiàn)象。

第三，軸承損壞處理。為了能夠正確處理汽輪機(jī)軸承損壞故障問(wèn)題，最重要的就是要預(yù)防此項(xiàng)故障的產(chǎn)生。如在將汽輪機(jī)投入進(jìn)行應(yīng)用之前，技術(shù)人員就要嚴(yán)格按照電廠標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽輪機(jī)的軸承質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，切忌在實(shí)際作業(yè)期間使用具有故障問(wèn)題的汽輪機(jī)。即便在對(duì)汽輪機(jī)軸承質(zhì)量檢驗(yàn)期間，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，也要做好軸承損壞預(yù)防工作。這就要求技術(shù)人員對(duì)其安裝軸電流裝置、細(xì)致檢查汽輪機(jī)實(shí)際溫度等。一旦汽輪機(jī)軸承發(fā)生損壞，檢驗(yàn)技術(shù)人員就要及時(shí)關(guān)閉汽輪機(jī)，對(duì)各項(xiàng)故障問(wèn)題進(jìn)行逐一排查；在完成檢修工作之后，要再次對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行試運(yùn)行，直到其能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行，才能夠再次將汽輪機(jī)投入使用。

第四，汽前泵非驅(qū)動(dòng)端軸承溫度高處理。檢修技術(shù)人員在對(duì)汽輪機(jī)汽前泵非驅(qū)動(dòng)端軸承進(jìn)行檢修期間，發(fā)現(xiàn)軸承產(chǎn)生損壞問(wèn)題、抽成的滾道、滾柱層都已經(jīng)出現(xiàn)了脫層和裂縫問(wèn)題，在一定程度上增大了軸承的摩擦；軸承室中也具有大量的雜質(zhì)；軸承潤(rùn)滑油的錯(cuò)誤使用等，都是產(chǎn)生溫度高故障的主要原因。基于此，檢修技術(shù)人員在實(shí)際處理該項(xiàng)故障問(wèn)題期間，要從更換汽前泵非驅(qū)動(dòng)端軸承做起，之后要細(xì)致清理軸承中的雜質(zhì)等。在采取此種應(yīng)對(duì)策略之后，就能夠保證汽前泵非驅(qū)動(dòng)端軸承的實(shí)際溫度會(huì)在55℃之下。此外，檢修技術(shù)人員還要對(duì)氣泵進(jìn)行檢查，保證油位處于正常狀態(tài)，禁止軸承室進(jìn)入雜質(zhì)，并要保證軸承安裝達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，降低此種故障再次發(fā)生的概率。

第五，汽輪機(jī)系統(tǒng)故障處理。在實(shí)際應(yīng)對(duì)火電廠汽輪機(jī)油系統(tǒng)故障問(wèn)題時(shí)，檢修技術(shù)人員要對(duì)電磁閥門(mén)是否處于卡死狀態(tài)進(jìn)行檢查，還要對(duì)油系統(tǒng)以及設(shè)備中是否存在雜質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行檢驗(yàn)。一旦在檢驗(yàn)期間發(fā)現(xiàn)油系統(tǒng)或是設(shè)備中存在雜質(zhì)，檢修技術(shù)人員就要將其及時(shí)清理干凈，防止這些雜質(zhì)對(duì)系統(tǒng)的軸瓦和軸頸造成磨損，防止雜質(zhì)對(duì)調(diào)節(jié)閥造成堵塞；在對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行清理期間，還要做好打磨拋光工作，通過(guò)此種方式對(duì)其進(jìn)行維修和修復(fù)。

第六，調(diào)速系統(tǒng)故障處理。一是，調(diào)速系統(tǒng)風(fēng)電轉(zhuǎn)換信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)給汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)帶來(lái)影響，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)產(chǎn)生比較大的波動(dòng)，而科學(xué)的處理措施是迅速判斷調(diào)速系統(tǒng)的定位器是不是面臨異常狀況。對(duì)于運(yùn)行過(guò)程中的汽輪機(jī)而言，工作者應(yīng)及時(shí)對(duì)調(diào)速系統(tǒng)一系列位置的連接狀況進(jìn)行檢查，調(diào)速連桿中應(yīng)采用耐高溫潤(rùn)滑材料，有效避免因調(diào)速器出現(xiàn)故障給汽輪機(jī)運(yùn)行帶來(lái)的影響。二是，汽輪機(jī)內(nèi)部結(jié)垢的處理。對(duì)于汽輪機(jī)內(nèi)部結(jié)垢故障問(wèn)題的處理應(yīng)注意下面幾點(diǎn)：一方面，嚴(yán)格把好蒸汽的質(zhì)量關(guān)，在一定范圍之內(nèi)控制蒸汽當(dāng)中的二氧化硅和鈉，如此一來(lái)，可以顯著地減小形成污垢而損壞汽輪機(jī)的概率。另一方面，在要求的條件之下清潔汽輪機(jī)。

第七，汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障處理。運(yùn)行過(guò)程中的汽輪機(jī)由于高溫而出現(xiàn)變形的情況，并且由于質(zhì)量較大而較易跟氣流形成非常大的摩擦或振動(dòng)，因此異常振動(dòng)的現(xiàn)象較易出現(xiàn)在汽輪機(jī)上。為此，想要很好地處理汽輪機(jī)異常振動(dòng)的情況，就應(yīng)合理地分析形成振動(dòng)的因素，從而根據(jù)具體因素實(shí)施有效的處理對(duì)策。其中，處理氣流振動(dòng)所導(dǎo)致的汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障時(shí)應(yīng)對(duì)調(diào)速氣門(mén)、整體機(jī)組進(jìn)氣量進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而可以對(duì)氣流針對(duì)的實(shí)際狀況進(jìn)行合理地判斷。

4 火電廠汽輪機(jī)維修中常見(jiàn)故障的處理需要注意的問(wèn)題

當(dāng)前時(shí)期，因?yàn)槠啓C(jī)的應(yīng)用類(lèi)別比較多，再者，火電廠汽輪機(jī)本身具備非常高的技術(shù)含量，所以在一系列種類(lèi)的汽輪機(jī)存在故障的情況下，要求維修工作者搞好有關(guān)的檢修和維護(hù)工作，以確保火電廠汽輪機(jī)可以順利地運(yùn)行。簡(jiǎn)單來(lái)講，針對(duì)有關(guān)維修部門(mén)而言，應(yīng)認(rèn)真地判斷和分析汽輪機(jī)的工作狀態(tài)，以及有效地貫徹實(shí)施平時(shí)的檢修工作。針對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作者而言，其專(zhuān)業(yè)水平和技術(shù)應(yīng)用技能直接決定了汽輪機(jī)的故障處理效率和質(zhì)量。為此，有關(guān)單位需要注重專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作者的大力培養(yǎng)，多組織維修工作者參與一系列形式的培訓(xùn)活動(dòng)，從而持續(xù)提升維修工作者的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平和技術(shù)應(yīng)用技能，這樣可以實(shí)時(shí)地發(fā)現(xiàn)和處理汽輪機(jī)的一系列故障問(wèn)題，保障汽輪機(jī)的順利運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

要想保證火電廠汽輪機(jī)可以穩(wěn)定運(yùn)行應(yīng)保證本體檢修工作質(zhì)量，同時(shí)在本體檢修時(shí)應(yīng)對(duì)常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，找出導(dǎo)致故障的主要原因，不斷優(yōu)化故障診斷手段，通過(guò)對(duì)導(dǎo)致故障原因的分析采取有效的處理措施，最大限度減少汽輪機(jī)運(yùn)行故障，確保汽輪機(jī)可以正常運(yùn)行，為火電廠正常生產(chǎn)創(chuàng)建條件。汽輪機(jī)本體檢修人員需要擁有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)還應(yīng)具有豐富的檢修經(jīng)驗(yàn)，確保檢修人員具有良好的操作能力，可以靈活應(yīng)用檢修手段，并可以及時(shí)應(yīng)對(duì)檢修過(guò)程中的突發(fā)情況，同時(shí)檢修人員還應(yīng)不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)，提升自身能力，從而提升火電廠汽輪機(jī)本體檢修水平及檢修效率，提高電力生產(chǎn)質(zhì)量。