范卫城

【摘 要】汽轮机作为火电厂的关键设施，对于火力发电具有重要的作用。而在汽轮机的所有组成部分中，通流部分既是容易出现故障的部分，又是直接关系到汽轮机的运行正常与否，甚至影响到整个火电厂的安全运行的关键部分。因此，加大对汽轮机通流部分故障诊断的研究力度对于火电厂的安全运行具有重要意义。基于此，本文在阐述了火电厂汽轮机通流部分的具体工作原理的基础上，介绍了一些目前比较常见的通流部分故障类型和原因，并针对性的提出了一些诊断方法，旨在能够有效的提高汽轮机的生产效率。

【关键词】汽轮机 通流部分 故障诊断

虽然说随着科学技术的不断发展，各种新型的发电技术已经相当成熟，其应用也在不断的推广。但是，从目前情况来看，火力发电仍旧是我国的主要的电力发电手段，其发电量在总发电量中所占的比例也远远的超过了其它发电手段。汽轮机作为火力发电厂的原动机装置，在整个发电过程中具有举足轻重的作用，其正常运行与否直接关系到火力发电厂的安全运行。而实践证明，在汽轮机的所有组成部分中，通流部分发生故障的几率最高，对汽轮机造成的影响最大。因此，加强对汽轮机通流部分故障诊断的研究，降低其故障发生率，不仅可以排除火力发电机组存在的安全隐患，更可以延长机组的大修周期，在保证机组安全运行的情况下最大限度的提高机组的经济性。

1 汽轮机通流部分的构成

汽轮机常常被称为“蒸汽透平”，它最大的作用是能够通过旋转的方式实现能量和功率之间的转换，将蒸汽能转换成机械功。因此，具有很广的应用面，一切以火力方式为原动力的机械设备都可以汽轮机作为主要的动力装置，如压缩机、风机、船舶的螺旋桨等。和其它同一类别的机械相比，汽轮机具有功率大、效率高、寿命长等优点。无论是何种性能、何种原理的汽轮机，其做功的气流通道都是由进汽机构、各级通流部分的叶栅和排气缸组成的。其中通流部分又是汽轮机最为重要的组成部分，其由三大部分组成，即高压部分、中压部分和低压部分，而这三大部分又可以细分为58个等级。高压部分由1个单列式调节级压力和11个等级的压力级组成，在选材上高压部分的调节级压力的叶片通常是三叉三销的联体式叶片这种叶片的最大优势在于具有很高的强度，11个压力等级则是以方钢材质为主要的制作原料分布于静叶持环之上。而中压部分则是由18个级数相同的气缸内静叶片和转子轮上动叶片构成，一般情况下，中压部分必须采用一定的方式进行气封，以保证转子和叶片围带之间不会出现径向间隙过大的问题。低压部分由7个等级的气缸内静叶片和转子轮动叶片构成，由于通流部分的低压部分通常是双流式，因此共有28个压力级。

2 汽轮机通流部分常见的故障类型

汽轮机通流部分的故障类型通常有一种，一种是突发性的通流故障。这种故障类型具有一定的偶然性，往往很难事前加以预防，对于该种故障只能在故障发生之后及时的对其进行检修，以保证汽轮机的正常运行，同时记录故障类型，为以后的故障检修提供资料依据。常见的突发性通流故障有进气阀的阀门杆突然断裂脱落、动叶或者静叶突然发生断裂脱落等，这些故障类型虽然说具有一定的偶然性，难以预防，但是总体来说，大多是由于通流部分的面积发生突然性的改变导致的。另一种是渐变性的故障类型，如调节阀门的结垢、调节级叶片的断裂脱落、高压机和低压级气缸的结垢和磨损、高中低三级气缸叶片的断裂等等，这些故障类型大多数是由于汽轮机的通流部分由于长期的充斥水汽或者是长期的受到蒸汽中的杂质冲击而造成的，一般来说，这种故障类型发生所需的时间比较长，发生的频率也不高，但是一旦发生这些故障往往会带来连锁式的故障反映，给整个汽轮机的正常运转造成很大的影响，解决这类故障类型的方法主要是以定期的检修、维护为主，如此方可最大限度的避免渐变式故障的发生。事实上，无论是突发性故障还是渐变性故障，其发生的本质原因就是压力、流量、温度等热学因素的变化导致的。

3汽轮机通流部分的故障诊断方法

从目前情况来看，对于汽轮机通流部分的故障诊断常常采用的是现场检查、热参数比较和通流效率的比较三种方法。其中现场检查指的是在通流部分发生故障时要仔细对故障现场进行检查，如果没有发现明显的诱因，那么可以考虑将汽轮机处于开启状态，根据其实际的运行状况来确定故障的诱因，例如门芯掉落造成的故障会对门前后的压力造成影响，如果汽轮机在运行时门前后的压力没有发生变化即可把这一故障类型排除。热参数比较是目前最具实用价值的通流部分故障诊断方法，正常情况下汽轮机的各项数据是固定的或者维持在一定范围之内的，若通流部分发生了故障，那么其蒸汽压力和条件压力就会有明显的上升，如此一来，以汽轮机高调门全开的最高工况最为标准来对比通流部分出现故障时的数据就可以判定故障的原因和类型。例如当气流量和调节级压力明显下降时，通过参数的比较可以得出异物堵塞通道造成通流面积过小的故障结论。和人参赛比较相类似，通流部分的效率比较也是通过以正常运转的效率为基准对比故障之后的通流部分的效率来确定故障类型的，该种故障诊断方法的主要目的是为了弥补热参数比较的不足之处，比如说当调节级和高压缸效率同时下降时，通过热参数比较的诊断方法很难确定故障出现在哪个地方，而通过两者之间效率下级的幅度大小的比较就可以很容易的确定了。这三种故障诊断方法是目前主要的故障诊断方法，但是随着科学技术的发展，一些先进的科学技术被应用于故障诊断中，具有良好的发展前景，例如人工神经网络在预先提供相应输入、输出信号的前提下，可以根据两者之间的联系进行建模，自发性的对故障做出诊断，极具广阔的应用前景。

参考文献：

[1]董晓峰，顾煜炯，杨昆，朝格图胡日都.汽轮机通流部分故障诊断方法研究[J].中国电机工程学报，2010.35.

[2]周昭滨，巫樟泉，张德轩，李蔚.汽轮机通流部分故障诊断方法研究综述与展望[J].电站系统工程，2014.03.

[3]张涛.汽轮机通流部分故障诊断方法探究[J]机电信息，2015.09.