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火電廠汽輪機(jī)常見故障診斷及檢修
摘要： 汽輪機(jī)作為火電廠發(fā)電裝置中的重要設(shè)備，汽輪機(jī)能否達(dá)到正常地工作效率直接影響發(fā)電的質(zhì)量，發(fā)電質(zhì)量的高低對國民生產(chǎn)有著重要意義。汽輪機(jī)作為大功率機(jī)械，在運行過程中一旦出現(xiàn)故障將會給發(fā)電廠帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)邪踩鹿实陌l(fā)生。因此，對汽輪機(jī)的常見故障診斷和檢修十分重要。本文針對汽輪機(jī)工作時的常見故障進(jìn)行了分析，并給出相應(yīng)的故障檢修方法，對于保證汽輪機(jī)正常工作有著重要意義。
關(guān)鍵詞：汽輪機(jī) 檢修 故障診斷
引言
科技的發(fā)展帶動了技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)技術(shù)運用于汽輪機(jī)中極大地提高了汽輪機(jī)的工作效率，這給發(fā)電廠帶來了極大的經(jīng)濟(jì)利益。但汽輪機(jī)在運行中由于要承受較大的載荷，會對汽輪機(jī)的各個部件造成一定程度的損傷，當(dāng)損傷達(dá)到一定的疲勞極限后，汽輪機(jī)就會發(fā)生故障，這會限制汽輪機(jī)的效率的提高，嚴(yán)重時還會發(fā)生安全事故。汽輪機(jī)的常見故障有：汽輪機(jī)的異常振動、汽輪機(jī)超速轉(zhuǎn)動、油系統(tǒng)故障等多個原因。因此，對于這些故障我們要采取一定的措施加以解決，以保證汽輪機(jī)的正常運行。
一、汽輪機(jī)種類及工作原理
汽輪機(jī)作為火電廠的主要組成設(shè)備，按照汽輪機(jī)的熱力學(xué)性能主要可分為抽氣式、背壓式、凝汽式、蒸汽汽輪機(jī)等[1]。汽輪機(jī)主要是將化石燃料燃燒所產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的機(jī)械能，最后轉(zhuǎn)化為電能的裝置。工作過程中首先將化石燃料燃燒，加熱鍋爐中的水，使液態(tài)水受熱轉(zhuǎn)化為水蒸氣，進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)通過氣體膨脹對外做功，推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，驅(qū)動發(fā)電機(jī)做功。膨脹后的水蒸氣由排氣閥排出，經(jīng)過冷凝器轉(zhuǎn)化為水以供循環(huán)使用。
二、汽輪機(jī)的常見故障診斷和檢修
汽輪機(jī)的常見故障包括汽輪機(jī)異常振動、汽輪機(jī)超速轉(zhuǎn)動、汽輪機(jī)的油系統(tǒng)故障、汽輪機(jī)凝汽器系統(tǒng)故障、現(xiàn)對其進(jìn)行一一闡述。
1、汽輪機(jī)異常振動及檢修
導(dǎo)致汽輪機(jī)異常振動的原因有很多，主要包括轉(zhuǎn)子質(zhì)量的不平衡、汽輪機(jī)軸承座的安裝、軸承的安裝精度問題、汽輪機(jī)滑銷系統(tǒng)間隙控制等多個原因。
轉(zhuǎn)子質(zhì)量的不平衡導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動時有離心力的產(chǎn)生，會使機(jī)體產(chǎn)生周期性的振動。對此應(yīng)使用動平衡調(diào)試的方法調(diào)整轉(zhuǎn)子質(zhì)量，在離心力相反的方向上添加附加質(zhì)量以平衡離心力，使離心力的合力為零。
對于軸承座的安裝過程，若軸承的幾何中心同受力中心不重合，則會使機(jī)體整體發(fā)生運動，導(dǎo)致汽輪機(jī)的振動。因此在安裝軸承座時必須嚴(yán)格按照設(shè)計書中的安裝調(diào)理進(jìn)行安裝，多次試調(diào)，取平均值以減小安裝誤差。
對于軸承的安裝精度問題，汽輪機(jī)中一般都會使用可傾瓦式的轉(zhuǎn)子軸承，良好的穩(wěn)定性、能夠在一定程度上防止油膜的震顫等是這種軸承獨有的優(yōu)點�？蓛A瓦式的轉(zhuǎn)子軸承在工作時可以進(jìn)行一定程度的自由擺動，吸收一定的振動，從而增強(qiáng)了機(jī)體的支撐柔性[2]，具有減震的特點。在安裝時要注意軸瓦與軸承蓋之間預(yù)緊力的大小預(yù)緊力過大或過小都會影響汽輪機(jī)的正常工作，過大的預(yù)緊力會造成機(jī)械零件的變形，增大接觸應(yīng)力，加快零件的疲勞損壞;預(yù)緊力過小則無法到達(dá)緊固的目的，導(dǎo)致零件的相對顫動。
對于汽輪機(jī)的滑銷系統(tǒng)的間隙控制，由于汽輪機(jī)工作時會伴隨高壓、不同溫度的工作環(huán)境，這會導(dǎo)致汽輪機(jī)內(nèi)氣體膨脹，使缸體內(nèi)壁受力發(fā)生形變，導(dǎo)致缸體的中心偏移，使缸體受力不均勻，出現(xiàn)汽輪機(jī)的振動，滑銷系統(tǒng)是為了減小這種缸體因受力發(fā)生中心偏移的現(xiàn)象，在安裝滑銷系統(tǒng)是必須準(zhǔn)確控制滑銷系統(tǒng)的間隙，使缸體在受熱或受冷時均能保證中心不變。從而控制汽輪機(jī)的異常振動。
2、汽輪機(jī)的超速轉(zhuǎn)動及檢修
汽輪機(jī)是工作在高速轉(zhuǎn)動條件下的機(jī)械設(shè)備的精密組合，汽輪機(jī)是機(jī)械的原動件，承受著巨大的外力矩，在汽輪機(jī)工作時一旦調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生失效，導(dǎo)致汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動速度異常增大，則會發(fā)生嚴(yán)重的后果，將使機(jī)械承受的實際應(yīng)力大于許用應(yīng)力，會導(dǎo)致葉片甩落，軸承遭到損壞，轉(zhuǎn)子折斷，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致整個機(jī)組的損毀，造成安全事故的發(fā)生。汽輪機(jī)超速將會是對工作人員的人身安全和機(jī)械設(shè)備損壞的重大事件。
為了保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常工作，避免出現(xiàn)汽輪機(jī)的異常超速，必須在汽輪機(jī)中使用保安系統(tǒng)，進(jìn)行監(jiān)控轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度，一旦速度超出一定范圍，就會觸動保安系統(tǒng)進(jìn)行工作[3]，制止轉(zhuǎn)子速度的繼續(xù)提升，用以保證轉(zhuǎn)子的速度始終保持在一定的范圍內(nèi)，這是防止轉(zhuǎn)子速度異常的有限方法，因此在每次汽輪機(jī)的檢修或者是組新安裝時，機(jī)組人員都要檢查保安系統(tǒng)是否正常工作，必要時要進(jìn)行轉(zhuǎn)子的超速試驗，以檢測保安系統(tǒng)的正常工作。
3、水沖擊對汽輪機(jī)的影響及維修
汽輪機(jī)中進(jìn)入一定量的水或冷的水蒸氣，會給汽輪機(jī)設(shè)備帶來比較嚴(yán)重的損壞，冷的水蒸氣凝結(jié)成水在汽輪機(jī)中會對汽輪機(jī)的葉片造成破壞，使內(nèi)部零件發(fā)生相互磨損、銹蝕，軸承受損，還會導(dǎo)致缸體內(nèi)壁發(fā)生變形，使汽輪機(jī)工作失效。因此應(yīng)當(dāng)對汽輪機(jī)進(jìn)行防水保護(hù)，一旦在汽輪機(jī)中已經(jīng)注水則必須立馬采取措施進(jìn)行處理。
汽輪機(jī)工作時要特別注意蒸汽的壓力和溫度的變化。一旦蒸汽溫度發(fā)生下降，并降到規(guī)定最低溫度之上時必須立馬采取措施，檢測降溫原因，當(dāng)溫度降到50℃時，要馬上做緊急停機(jī)處理，并且監(jiān)視水位變化，一旦有汽輪機(jī)進(jìn)水危險則要立即切斷可能進(jìn)水的水源，保證疏水系統(tǒng)的通暢，在最短時間內(nèi)排除隱患，同時要定期檢查加熱器的運行狀態(tài)，保證加熱器處于良好的工作狀態(tài)。
4、油系統(tǒng)故障及檢修
汽輪機(jī)中的潤滑油一般用來減輕摩擦，減小磨損。一旦潤滑油的油質(zhì)發(fā)生過度氧化，使油質(zhì)量降低或潤滑油中混入過多雜質(zhì)，將會很大降低潤滑油的功能。導(dǎo)致軸頸和軸瓦的接觸部分摩擦增大，零件表面粗糙度增大，容易發(fā)生破壞。一旦發(fā)生油系統(tǒng)的破壞，則應(yīng)先對軸頸與軸瓦的接觸部位進(jìn)行焊厚處理，再進(jìn)行摩擦拋光處理。在汽輪機(jī)的檢查過程中，要注意過程中的清潔處理，保證油系統(tǒng)的清潔，同時在安裝檢修軸瓦時，需要將軸瓦用洗滌劑進(jìn)行徹底的清潔洗凈，并將空氣壓縮對軸瓦進(jìn)行吹凈處理。在軸承箱的清潔處理中，需將軸承箱中存儲一定量的油(軸承箱清潔)，再對箱體使用面粉團(tuán)進(jìn)行清潔。在清潔時還要對冷油器和油箱進(jìn)行清潔。在平時的工作中，要將管線的清理工作做好，在檢修處理好管線后，清理管線要用總的油循環(huán)進(jìn)行清理，同時要是此時的油量多于平時的油量，并且每隔三小時更換濾油網(wǎng)。
5、凝汽器的故障及檢修
汽輪機(jī)的熱效率取決于凝汽器排泄氣體的壓力，汽輪機(jī)的熱效率更是與其真空度有著密不可分的關(guān)系。凝汽器的溫度和汽輪機(jī)的溫度兩者基本保持同步。在冷凝過程中，受熱面積在一定程度上可以決定冷凝效果的好壞。因此，一旦冷凝器出現(xiàn)故障將會極大地影響汽輪機(jī)的工作狀況。冷凝器一般會由于結(jié)垢積累出現(xiàn)故障，當(dāng)結(jié)垢生成后，會使凝汽器的阻力變大，從而降低了冷凝效果。當(dāng)結(jié)垢積累到一定程度后，會嚴(yán)重阻礙凝汽器的工作，造成真空度降低。
一旦發(fā)生上述這種情況后，則要采取物理化學(xué)方法處理結(jié)垢，一般要使用一定量的專用化學(xué)試劑對管道進(jìn)行徹底的清洗，多次清洗后保持水溫在40攝氏度，對清洗液進(jìn)行酸度測定，如果前后兩次測得酸度不同，則需繼續(xù)清洗，直至相同為止，擦拭并清洗干凈。
三、結(jié)束語
汽輪機(jī)是火力發(fā)電廠的重要設(shè)備，汽輪機(jī)的正常工作與否將會直接影響發(fā)電質(zhì)量的高低，這將極大地影響國家的生產(chǎn)和正常秩序的維持。因此，保證汽輪機(jī)的正常工作具有重要意義，一但汽輪機(jī)發(fā)生故障，要以最快的速度進(jìn)行搶修以維持正常的供電。在日常維護(hù)中，要注意容易發(fā)生故障的環(huán)節(jié)，定期對汽輪機(jī)進(jìn)行檢查以保證正常工作，同時要不斷更新汽輪機(jī)的檢修設(shè)備和技術(shù)，提高汽輪機(jī)的工作效率，是汽輪機(jī)能夠更好地工作，提高發(fā)電廠的供電質(zhì)量，更好地服務(wù)生產(chǎn)發(fā)展的需要。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉璐.火電廠汽輪機(jī)常見故障診斷及檢修[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，11：166.
[2]黎立政.淺析火電廠汽輪機(jī)常見故障的發(fā)生原因及檢修方法[J].知識經(jīng)濟(jì)，2012，14：93.
[3]王超.試析汽輪機(jī)常見故障診斷技術(shù)及發(fā)展[J].民營科技，2011，11：178.
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