浙江浙能蘭溪發(fā)電有限責(zé)任公司 盛 隆

2021年全國(guó)電力工業(yè)全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量約23.8億千瓦，同比增長(zhǎng)7.9%。其中，風(fēng)電裝機(jī)容量約3.3億千瓦、同比增長(zhǎng)16.6%，太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量約3.1億千瓦，同比增長(zhǎng)20.9%；2021年水電發(fā)電裝機(jī)容量為39092萬(wàn)千瓦，同比增漲5.6%；火電發(fā)電裝機(jī)容量為129678萬(wàn)千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)4.1%；核電發(fā)電裝機(jī)容量為5326萬(wàn)千瓦時(shí)，同比增漲6.8%；風(fēng)電發(fā)電裝機(jī)容量為32848萬(wàn)千瓦時(shí)，同比增漲16.6%；太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量為30656萬(wàn)千瓦時(shí)，同比增漲20.9%。2021年全國(guó)發(fā)電總量為81122億千瓦時(shí)，同比2020年增漲6.41%。2020年全國(guó)發(fā)電總量為76236億千瓦時(shí)，同比增漲4.05%。

由此可以看出，在我國(guó)能源的供應(yīng)方面火電廠發(fā)電發(fā)揮著重要的作用。在火電廠的發(fā)電中汽輪發(fā)電機(jī)占據(jù)著重要的作用，是發(fā)電生產(chǎn)中的必備設(shè)備，并且在火電領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，并具有一定的發(fā)展前景。尤其是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，對(duì)于電力能源的需求不斷的提升，針對(duì)此種現(xiàn)象，給火力發(fā)電廠帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，火力發(fā)電廠管理人員要給予重視，加大對(duì)電力能源的生產(chǎn)，同時(shí)有效利用汽輪發(fā)電機(jī)。對(duì)此，火電廠管理人員要對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的順利運(yùn)行給予保障，同時(shí)能夠保證汽輪發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，因此要對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)的故障進(jìn)行維修，確保電力能源生產(chǎn)的安全。

目前，在發(fā)電的方式上面，我國(guó)使用的是傳統(tǒng)的發(fā)電方式，在火電廠汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電中，對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電的穩(wěn)定性以及安全性不能進(jìn)行充分保障，在一定程度上對(duì)供電的效果產(chǎn)生了影響?；诖?，文章根據(jù)火電廠汽輪發(fā)電機(jī)的原理，研究了火電廠汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。與此同時(shí)，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題提出了有效的解決措施，避免在發(fā)電的過(guò)程中對(duì)發(fā)電的安全以及穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，提升火電廠汽輪發(fā)電機(jī)的性能。

1 火電廠汽輪發(fā)電機(jī)的工作原理分析

火電廠汽輪發(fā)電機(jī)的工作原理是通過(guò)蒸汽做功的旋轉(zhuǎn)式熱力原動(dòng)機(jī)。這種原動(dòng)機(jī)的功率相對(duì)較大，結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，同時(shí)應(yīng)用中還不容易出現(xiàn)損壞，在運(yùn)行過(guò)程中噪音較小，具有一定的安全性。除此之外，在對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的調(diào)速方面較為簡(jiǎn)便，同時(shí)防爆的功能顯著。在應(yīng)用的過(guò)程中，汽輪發(fā)電機(jī)使用的是燃燒煤以及其它化學(xué)燃料，通過(guò)噴嘴以及動(dòng)葉等相關(guān)的結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)生的熱能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。

現(xiàn)階段，在火電廠汽輪發(fā)電機(jī)中有兩種汽輪機(jī)比較常見(jiàn)，一種是沖動(dòng)式、另一種是反動(dòng)式，這兩種汽輪機(jī)有明顯的不同。其中，沖動(dòng)式汽輪機(jī)在噴嘴的作用下將產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行膨化，有效改變出現(xiàn)的壓力以及速度，對(duì)動(dòng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，與此同時(shí)，在高速氣流的帶動(dòng)下改變動(dòng)葉片的方向得以實(shí)現(xiàn)做功；反動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向推力是通過(guò)葉輪前后的壓力形成的，之后與平衡活塞等相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行配合，使得軸向的推力保持平衡。

2 火力發(fā)電廠汽輪發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的故障

2.1 汽輪發(fā)電機(jī)凝汽器真空偏低

凝汽式汽輪機(jī)的真空系統(tǒng)組成部分有表面式凝汽器、抽氣設(shè)備和凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵以及多個(gè)連接管，詳細(xì)的組成部分可以參考圖1。凝汽器真空度偏低的故障，一般是在火電廠汽輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)，因此，對(duì)于火電廠汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行中要對(duì)凝汽器的真空度進(jìn)行嚴(yán)格的要求。

圖1 凝汽式汽輪機(jī)真空系統(tǒng)組成

但是在實(shí)際的運(yùn)行中，管理人員沒(méi)有對(duì)凝汽器真空度給予重視，使得凝汽器真空度出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，在一定程度上使得短時(shí)間之內(nèi)，汽輪發(fā)電機(jī)的排汽溫度迅速升高，引發(fā)了機(jī)組出現(xiàn)了振動(dòng)。通過(guò)專(zhuān)業(yè)人員的分析，受外界高溫的影響，使得汽輪發(fā)電機(jī)中的循環(huán)水溫度升高，對(duì)排氣的壓力產(chǎn)生了一定的影響，在較短的時(shí)間內(nèi)迅速增高。在此種情況下就會(huì)降低凝汽器真空度，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生了影響[1]。

2.2 汽輪發(fā)電機(jī)異常振動(dòng)

在汽輪發(fā)電機(jī)的故障中，發(fā)電機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)是其中最為典型的一種故障。經(jīng)過(guò)分析，引起這種故障的原因有以下最常的幾種：

第一種為氣流激振，第二種為摩擦振動(dòng)，第三種為轉(zhuǎn)子熱變。其中，氣流激振能夠使得汽輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)低頻分量，與此同時(shí)，運(yùn)行的參數(shù)也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響，引起汽輪發(fā)電機(jī)振動(dòng)；在其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子間發(fā)生摩擦也會(huì)引起汽輪發(fā)電機(jī)振動(dòng)，這是轉(zhuǎn)子摩擦力的不同，轉(zhuǎn)子受力不平衡而引起的振動(dòng)；若轉(zhuǎn)子出現(xiàn)了熱變，其溫度也會(huì)隨之升高，與此同時(shí)，會(huì)增加轉(zhuǎn)子的振動(dòng)幅度。轉(zhuǎn)軸材料的不同會(huì)使得轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變，軸向的間隙不足的溫差會(huì)出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)[2]。

2.3 儲(chǔ)油系統(tǒng)存在雜質(zhì)

外界的環(huán)境變化會(huì)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的組裝過(guò)程產(chǎn)生影響，因此對(duì)外界的環(huán)境有較高的要求。若操作人員在安裝的過(guò)程中動(dòng)作不規(guī)范，會(huì)使得汽輪發(fā)電機(jī)的內(nèi)部出現(xiàn)外界環(huán)境的雜質(zhì)，尤其是在儲(chǔ)油系統(tǒng)中，在運(yùn)行的過(guò)程中，其內(nèi)部的雜質(zhì)會(huì)與儲(chǔ)油系統(tǒng)中的軸頸出現(xiàn)摩擦，在時(shí)間的催化下會(huì)增加軸頸的磨損，在一定程度上會(huì)使得閥門(mén)在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)故障、即閥門(mén)故障，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響[3]。

2.4 汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)擺動(dòng)故障

調(diào)速系統(tǒng)擺動(dòng)故障亦是汽輪發(fā)電機(jī)中的運(yùn)行故障，引起這一故障的主要原因是高壓調(diào)速汽門(mén)出現(xiàn)了問(wèn)題，在一定程度上對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的內(nèi)部軸瓦振動(dòng)產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致內(nèi)部軸瓦振動(dòng)的頻率增加，局部位置出現(xiàn)損壞，引起汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)擺動(dòng)出現(xiàn)了故障。

2.5 軸承高溫故障問(wèn)題

在火電廠汽輪機(jī)的發(fā)電過(guò)程中，汽輪發(fā)電機(jī)也會(huì)出現(xiàn)軸承高溫問(wèn)題，經(jīng)過(guò)相關(guān)人員的分析，對(duì)軸承溫度產(chǎn)生影響的原因有以下幾種：汽輪發(fā)電機(jī)的軸承存在一定的磨損情況，亦或是使用的潤(rùn)滑油質(zhì)量不佳；在汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，較低的潤(rùn)滑油使得軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)不能正常運(yùn)行，亦或是沒(méi)有潤(rùn)滑油存在；汽輪發(fā)電機(jī)使用的潤(rùn)滑油出現(xiàn)問(wèn)題，或是油溫出現(xiàn)變化在一定程度上破壞了軸承的油膜；汽輪發(fā)電機(jī)的軸承變大，使得油封出現(xiàn)了破損，此外，還會(huì)出現(xiàn)漏氣[4]。通過(guò)分析，以上幾種現(xiàn)象都會(huì)造成軸承高溫現(xiàn)象，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。

3 火電廠汽輪發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障的解決對(duì)策探討

3.1 汽輪發(fā)電機(jī)輔機(jī)凝汽器真空偏低的解決對(duì)策

在汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，若其輔機(jī)凝汽器變化，出現(xiàn)真空偏低的情況，相關(guān)管理人員要給予重視，派遣專(zhuān)業(yè)的維修人員根據(jù)維修的標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)進(jìn)行維修，在一定程度上對(duì)汽輪機(jī)真空偏低的故障進(jìn)行解決。在檢查的過(guò)程中，維修人員要全面檢查汽輪發(fā)電機(jī)凝汽器的側(cè)面，漏氣的問(wèn)題是否有出現(xiàn)。檢查過(guò)程中，維修人員首先要停止運(yùn)行的檢修設(shè)備，之后在真空系統(tǒng)中將水罐入其中，此種操作的目的是檢查其是否出現(xiàn)泄露。

需要注意的是，在檢漏的前期，專(zhuān)業(yè)人員要清理噴嘴以及汽輪發(fā)電機(jī)，之后對(duì)需要檢漏的地方逐一進(jìn)行檢查，有效提升汽輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率。除此之外，在汽輪發(fā)電機(jī)的維修中，為了能夠?qū)ζ啓C(jī)的真空密封性得以保證，需要通過(guò)化學(xué)方法有效清除汽輪機(jī)內(nèi)部的污漬，通過(guò)此種方式，對(duì)真空偏低的現(xiàn)象進(jìn)行解決，避免影響汽輪機(jī)的運(yùn)行[5]。

3.2 發(fā)電機(jī)組異常振動(dòng)的解決對(duì)策

一般情況下，有很多原因會(huì)引起汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)異常振動(dòng)故障出現(xiàn)，所以在維修的過(guò)程中專(zhuān)業(yè)人員需要根據(jù)引起的不同原因，有針對(duì)性的對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行解決。對(duì)于激振故障，是因?yàn)槟┒宋恢玫娜~片氣流出現(xiàn)混亂、引起氣流的沖擊，亦或是出現(xiàn)不平衡的情況。針對(duì)此種故障，維修人員在維修中要根據(jù)維修的要求以及相應(yīng)的規(guī)范，對(duì)高壓調(diào)速的閥門(mén)進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，在一定程度上能夠?qū)?duì)汽輪發(fā)電機(jī)的氣流激振進(jìn)行解決。

而轉(zhuǎn)子熱變問(wèn)題是引起汽輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)的主要原因。對(duì)此，專(zhuān)業(yè)維修人員要及時(shí)更換存在故障的轉(zhuǎn)子；摩擦振動(dòng)亦是引起汽輪發(fā)電機(jī)振動(dòng)的原因，因此對(duì)于轉(zhuǎn)子更換的方式同樣適用；若因軸系不對(duì)稱(chēng)而使得汽輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障，需要對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的振動(dòng)最大幅度進(jìn)行了解，才能對(duì)其進(jìn)行維修作業(yè)，具體的數(shù)值可以參考表1，合理調(diào)整軸系中心的位置，確保軸系的平衡。

表1 汽輪發(fā)電機(jī)振動(dòng)最大幅度

3.3 儲(chǔ)油系統(tǒng)雜質(zhì)故障的解決對(duì)策

在對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行維修之前，要確保汽輪發(fā)電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)，才能對(duì)汽輪機(jī)開(kāi)展清理工作，在清理的過(guò)程中，要對(duì)儲(chǔ)油系統(tǒng)給予重視，保護(hù)儲(chǔ)油系統(tǒng)清潔的程度，在一定程度上對(duì)儲(chǔ)油系統(tǒng)出現(xiàn)故障情況進(jìn)行控制，提升汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行的效率。所以，在維修的過(guò)程中，對(duì)于儲(chǔ)油系統(tǒng)中的閥門(mén)清理要給予一定的重視，為了能夠全面且徹底的對(duì)油箱以及冷油器進(jìn)行清潔，要對(duì)煤油、清潔劑等進(jìn)行合理的使用，提升儲(chǔ)油系統(tǒng)的清潔程度。

除此之外，在汽輪發(fā)電機(jī)中儲(chǔ)油系統(tǒng)是其中重要的部分，能夠有效潤(rùn)滑汽輪發(fā)電機(jī)。因此，在清潔過(guò)程中要確保清潔的程度，防止大量的雜質(zhì)再次出現(xiàn)。維修人員還要通過(guò)輔助抽氣器，對(duì)儲(chǔ)油系統(tǒng)進(jìn)行二次清潔，確保清潔的徹底。對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)，要對(duì)濾網(wǎng)及時(shí)清潔，同時(shí)還要對(duì)其進(jìn)行更換，可以通過(guò)觀察濾網(wǎng)上的雜質(zhì)對(duì)清潔的程度進(jìn)行檢查。

3.4 調(diào)速系統(tǒng)擺動(dòng)故障的解決對(duì)策

調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障的問(wèn)題一直在汽輪發(fā)電機(jī)中出現(xiàn)，為了能夠有效避免這種故障再次發(fā)生，相關(guān)人員要對(duì)油的質(zhì)量進(jìn)行提升，并由專(zhuān)業(yè)的人員進(jìn)行管理。至于出現(xiàn)的調(diào)速系統(tǒng)擺動(dòng)的故障，維修人員要對(duì)其中的小濾器以及過(guò)濾器定期進(jìn)行檢查，并將存在的安全隱患或出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)解決，更換過(guò)濾器及小濾器，在一定程度上確保濾網(wǎng)具有通暢性。如此，才能對(duì)油壓的穩(wěn)定性進(jìn)行有效提升。

與此同時(shí)，對(duì)于燃油質(zhì)量，為了能夠使得使用的油質(zhì)與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)相符合，維修人員也要定期進(jìn)行檢查，除此之外，維修人員要對(duì)調(diào)速汽門(mén)中的相關(guān)零件進(jìn)行仔細(xì)的檢查，若在檢查的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要及時(shí)進(jìn)行處理，并將損壞的零件進(jìn)行更換，確保汽輪發(fā)電機(jī)能夠順利開(kāi)展工作。

3.5 軸承高溫故障的解決對(duì)策

為了能夠?qū)S承高溫的故障進(jìn)行解決，維修人員首先要明確引氣故障的原因，其次，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題提出有效的解決措施。在維修過(guò)程中，要對(duì)汽輪機(jī)內(nèi)部的零件進(jìn)行分析與檢查，看其是否出現(xiàn)故障，若全部處于故障狀態(tài)，要重點(diǎn)檢查油壓的變化，若油壓較正常的數(shù)據(jù)低，則可以將其調(diào)整至正常數(shù)值；若油壓出現(xiàn)升高的設(shè)備不多，則對(duì)軸承的壓力進(jìn)行檢查，看其是否正常，避免軸承出現(xiàn)振動(dòng)或者軸封處有漏油情況，通過(guò)分析其出現(xiàn)的原因，才能對(duì)存在的問(wèn)題及時(shí)解決。

綜上，在汽輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，相關(guān)管理人員要對(duì)其進(jìn)行重視，避免出現(xiàn)故障，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。與此同時(shí)，對(duì)火電廠的經(jīng)營(yíng)效果進(jìn)行提升，確?；痣姀S能夠安全穩(wěn)定的發(fā)展。因此，在火電廠的發(fā)展過(guò)程中，管理人員要對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)重點(diǎn)進(jìn)行關(guān)注。若出現(xiàn)故障，要及時(shí)派遣專(zhuān)業(yè)的人員進(jìn)行維修，定期對(duì)相關(guān)的設(shè)備維修與保養(yǎng)，有效控制汽輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障的頻率，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)維修的成本進(jìn)降低。