汽轮机设备故障诊断与预防探析

2023-01-02朱长柏

中国设备工程 2022年4期

朱长柏

（河钢集团承钢公司能源事业部60MW汽轮发电，河北承德 067000）

汽轮机是当前工业领域应用最广泛的原动机之一，具有操作简单、效率高、使用性能优异的特点，能够充分适应工业领域生产制造的切实需要。在当前工业快速发展的大前提下，汽轮机作为生产制造过程中的重要设备，一旦出现严重故障，将会导致整个工业生产流程严重瘫痪，难以维持正常的生产要求。因此，探析汽轮机故障的解决方法是保证工业生产的重要手段，对其故障分析以及故障预防方法的研究也势在必行。本文以船舶汽轮机为例，介绍了其运行过程中可能发生的故障类型、故障原因及处理方法。

1 汽轮机故障的诊断方法以及处理措施

对于汽轮机来说，其不仅运行面非常广，而且内部结构复杂，一旦在运行过程中出现故障，则难以确定其准确的故障部位，并且不同部位出现的故障造成的严重程度也大不相同，一般情况下，常见的汽轮机故障主要分为以下几种：

1.1 汽轮机运行过程中的震动故障

1.1.1 震动故障原因分析

汽轮机如果在安装过程中操作不够规范，将会导致汽轮机在运行过程中出现严重的震动故障，长时间的震动不仅会导致汽轮机停止运行，严重时还会影响汽轮机的使用寿命。造成这种现象的原因大致分为以下几种。

首先，如果在安装汽轮机时，没有保证汽轮机的底座与机身完全贴合，而是在结合处存在明显的裂隙，将会致使汽轮机运行过程中发生严重震动。此外，如果底座和机身的连接螺丝没有拧紧，也会引起汽轮机的震动故障；最后，汽轮机内部的基础下沉也会引起汽轮机出现震动故障。当汽轮机正式投入运行后，随着运行速度的不断加快，则机身将会随着汽轮机的震动而发生更加严重的共同震动，但是，汽轮机内部的中转轴却不会感受到震动变化，而中转轴的底座却会随着震动速度的增加而导致其震动程度也不断加强。我们将这种异常的震动故障看作由于安装程序不规范导致的。

其次，汽轮机的操作不规范也可能引起汽轮机在运行过程中出现震动故障。比如，在操作汽轮机时如果不能清楚地了解其内部结构，将可能在操作过程中出现失误，进而引起汽轮机的震动故障；除此之外，当汽轮机内部的转子动平衡受到影响后，还可能由于震动故障而导致其内部叶片发生断裂，影响汽轮机的正常运转。

1.1.2 震动故障处理方法

处理这种汽轮机的震动故障可以从以下几个方面入手：首先，可以组织汽轮机运行，然后严格遵守相关安装程序重新进行汽轮机安装。为了保证汽轮机的安装效果，避免出现相同的震动故障，在进行汽轮机安装时，应该聘请专业的技术人员对汽轮机进行拆卸和组装，确保各个安装过程都符合规范化、技术性要求，能够满足高速运转过程中良好的运行效果。其次，在汽轮机安装完成后，要严格按照科学性要求开展调试工作，进一步保障了汽轮机的正常运转。汽轮机的操作不规范也可能造成运行过程中出现震动故障，因此，为了避免操作不规范的现象发生，在汽轮机运行过程中，要密切关注汽轮机的运行状况，比如可以借助叶片结垢后的轴承温度来判断其是否会发生故障，如果结垢严重则说明故障严重，需要及时对汽轮机进行清洁，避免汽轮机出现震动故障。

1.2 汽轮机运行过程中的油系统故障

1.2.1 油系统故障原因分析

汽轮机在运行过程中，还可能出现油系统故障。一旦汽轮机发生油系统故障，不仅会导致汽轮机发生严重的漏油现象，造成资源的严重浪费，还会影响汽轮机的整个机组润滑系统，进而造成非常严重的危害，影响汽轮机的运行速度和运行效率。在进行汽轮机安装的过程中，如果汽轮机的密封度不符合要求，或者是汽轮机在运行过程中密封面发生损坏，会导致汽轮机在运行过程中出现严重的漏油故障，影响汽轮机的正常运行。除此之外，油是保障汽轮机正常运转的关键因素之一，我们需要保障汽轮机的优质符合汽轮机的运行条件。如果油罐的清洁工作不到位，将会加速优质的恶化，影响汽轮机的正常运转。

1.2.2 油系统故障处理方法

为了避免汽轮机油系统故障，在对油管路设计的过程中就应该充分考虑油管的动态性，保障油的正常循环。另外，在进行汽轮机安装时，要仔细检查汽轮机的漏油部位，及时地清除漏油，避免影响汽轮机的油质。还要对油管进行合理的优化，确保油的正常循环，保障汽轮机的正常运行。

1.3 大轴弯曲故障

汽轮机在运行的过程中，还可能出现大轴弯曲的故障，如果汽轮机在运行过程中机组的震动频率较大，将会造成大轴弯曲；此外，当运行过程中气缸的金属摩擦力超出承受限度，也会导致汽轮机的大轴出现弯曲，引起汽轮机的运行故障。对于这种大轴弯曲故障，我们采取揭缸检查的方式来确定具体的故障原因，进而采取合适的措施来解决运行故障。严禁汽轮机运行过程中强行检查。

1.4 真空下降故障

当凝汽器的温度发生迅速增长后，则预示这真空表的指示下降，出现了汽轮机真空下降故障。应对汽轮机的真空故障，要定期地对汽轮机的排气压力以及温度进行必要的核对，确保汽轮机的真空已经下降，除此之外，还要对汽轮机的负荷进行及时的调整，针对汽轮机的真空故障，要结合实际情况采取措施，清除障碍，保障汽轮机的运行正常。

2 汽轮机故障的预防对策

2.1 汽轮机超速的预防对策

为了避免由于超速而发生故障时，在汽轮机正式运行前要对其内部系统进行仔细地检查，尤其是其保安系统，要严格检查其气门密闭性，一旦发现气门密封性能不符合要求，应该立即采取措施。此外，还需要对汽轮机的蒸汽质量进行检查，严格把控蒸汽的流动过程，避免蒸汽进入汽轮机，从而造成汽轮机发生运行故障。

2.2 汽轮机冲击故障的预防对策

为了预防水冲击引发的汽轮机故障。首先，在汽轮机的喷水阀门选择过程中，要优先选择质量较好的阀门，并将其按照安装程序要求将其安装在减温水管道中，从而实现对水管道的水量进行有效控制，减轻水冲击引发汽轮机故障的可能性；除此之外，还要对汽轮机的疏水系统进行合理的设计，加强对水流向的控制，有效应对水冲击故障，并实现科学合理的排水工作，防止汽轮机发生严重的损害。

2.3 汽轮机运行过程中的真空下降故障的预防对策

对于汽轮机而言，在运行过程中可能出现真空下降故障，为了避免这种故障，在汽轮机运行前，就应该安排专业人员对汽轮机的供水系统进行检查，及时排查故障，并且在汽轮机投入工作后，还应该定期地进行系统维护，为汽轮机的正常运行提供设备保障。此外，还应该重视汽轮机的抽气设备，检查真空泵的工作性能，确保其气密性满足运行要求。对于汽轮机的冷却塔而言，其运行性能也会对汽轮机产生一定的影响，加强对其热力性能的维护。循环水的流动情况也会影响汽轮机的运行，当水压表显示为0时，要立即进行停机处理，降低机组的负荷，当循环水的温度迅速增加时，则说明水供应不能满足汽轮机的运行要求，应该及时地调整汽轮机的供水量，增加供水。