摘 要：在我国发展过程中火力工厂发挥着重要的作用，其主要运行设备就是汽轮机，因此在发电工作开展期间汽轮机的地位十分关键，如果在汽轮机的通流部分出现问题会会发电厂的工作效率造成直接影响，严重还会为整体发电厂工作安全性造成巨大威胁。可以说想要尽可能避免运行期间发生故障，就需要从提升汽轮机通流部分的顺畅性入手。本文对当前遇到的主要汽轮机通流部分故障问题的种类和产生原因进行分析，并在此基础上提出有针对性的解决建议，希望能够促进我国发电厂工作效率不断提升。

关键词：汽轮机;通流部分;故障诊断

在我国社会及科学快速发展的推动下，风力发电和水力发电行业的发展速度也在不断提升，这对于我国电力能源整体发展来说具有积极的影响作用。在发展过程中火力发电因其自身优势和工作成果突出等原因，成为我国最主要的发电方式，而且随着对其应用力度的加大和应用范围的扩展，在未来火力发电会逐渐占据发电领域的首要位置。汽轮机是能够决定火力发电厂运行情况好坏的主要设备，一旦汽轮机自身出现问题，就会直接导致火力发电厂的工作效率降低，影响用户的正常工作和生活。

1 介绍汽轮机设备工作原理

通过对火力发电方式的研究和分析，发现汽轮机在火力发电过程中所发挥的优势要远远超出其他设备，其优势主要体现在运行效率高、工作寿命长以及功率大等方面。蒸汽透平是汽轮起的基本工作原理，其采取旋转方式把存在于内部的蒸汽能量转变为机械能，这当中的蒸汽是通过锅炉燃烧产生的，当气体从机械内杠通过后，在物理学基本规律的作用下，形成环状配置，并且受到蒸汽中热能的影响，机械设备内部喷嘴及动叶也逐渐转变为机械能。各种能量转换途径由于汽轮机类型差别会有一定的区别，所以会导致能量转化效率大不相同。虽然这些方面存在区别，但是机械设备的组成结构基本相同，也就是说可以忽略这些方面存在的差异。组成内部通道结构的有出气口部分、通流部分以及进气口三个主要部分[1]。

2 通流部分工作原理分析

2.1 低压部分工作原理

该部分的级别分为七种，其主要的组成结构包括等级相同的动叶片与静叶片，处于转子轮位置的未动叶片、在气缸内部的为静叶片。一般来说汽轮通流部分将双流式作为主要方式，其压力级别一共包含28级。低压部分主要作用是缩小转子与叶片围带之间的距离，未能够实现这一目标，可以采取安装弹簧方式来封闭蒸汽。一方面在弹簧变形性和挠曲性的作用下能够将转子和叶片间的摩擦力大大降低，另一方面可以避免由于二者的摩擦或碰撞损坏、破损相应的零件。在制造低压部分静叶片时，一般会选择方钢材料，并通过铣床对一到五级的叶片进行加工处理。

2.2 中压部分工作原理

该部分的级别共有十八个，同样由十八个动叶片及静叶片组合而成，同低压部分一样，动叶片在转子轮位置，静叶片处于气缸设备内，并同样利用弹簧零件来实现封闭蒸汽的目的，适当的控制转子及叶片围带间的合理距离[2]。

2.3 高压部分工作原理

该部分共由多个等级的压力机单列形式调节剂压力共同组成，其中调节级为三叉形式结构，这种结构优势在于具有极高的压力承载性能。通常将方钢作为钢牙部分的主要材料类型，并直接连接静叶，在根部会安置直槽内层的隔板装置，并通过填缝条作用来保持稳定，一般槽内部是安置填缝条的主要部位，再加装T形涡片将叶片固定好，T形涡片主要是为了能够降低巨大压力下发生气体泄露事故概率[3]。

3 目前常见的故障类型及故障发生的原因

3.1 突发性故障与渐变性故障

通过对汽轮机的观察和研究，发现主要容易发生事故的部分为汽轮机通流部分，一般故障的主要类型为突发性和渐变性两种。其中渐变性故障的意思是由于汽轮机由于工作年限较长，长期工作积累导致的事故，具体导致的问题有动静叶片的摩擦与碰撞损坏或通流部分污垢长期积累等，之所以出现这些问题时因为随着汽轮机工作时间的积累，通流部分接触水蒸气的时间也更长，因此会有大量的水垢堆积在其内部，并对汽轮机内杠产生不断撞击，随后造成汽轮机内部的损伤;突发性故障也被称为临时性故障，主要包括叶片运行过程中突然发生断裂或掉落以及运转期间阀门杆突然发生断裂或掉落等问题，主要造成以上问题的原因是汽轮机通流部分的面积发生了突然的变化。

3.2 轴封磨损与压力级故障

导致轴封磨损故障的主要原因是由于汽轮机处于机械气动、停止或承载负荷变化等特殊运行状态时，工作人员进行的错误的操作，所以轴封发生了严重的碰撞，径向间的距离慢慢增加已经无法起到阻挡蒸汽的作用，最后出现汽轮起漏气问题。而压力级故障是在汽轮机通流部分长期运行的状态下积累大量的污垢、出现突发性内部叶片破损以及与机械设备脱离等故障，造成一系列问题的主要因素是汽轮机通流部分面积出现了突发变化，因此造成了调节级压力的突然提升，损坏汽轮机的某些零件。

3.3 调节级故障

目前观察来看气门部位是调节级故障发生的主要部位，而且这类故障是当前运行期间发生十分频繁的故障之一。导致调节级故障的因素是机械设备所有焙降都在调节级与气门部位掉落，而且当汽轮机处于试用阶段时，所承受的温度和压力都非常高，所以长时間的变应力作用下调节级与气门部分的相关零件会受到破坏，出现阀门杆开裂、折断或者门芯脱离的问题发生，这种故障导致的后果非常严重且影响力很强。在汽轮机运行期间，内杠中气体一直处于高速循环的状态，期间会有大量的金属残渣掉落，在气体流动的影响下会不断的对调节级与气门部分进行撞击，所以导致两个部分的严重磨损，而且加重了通流部分的堵塞程度。

4 对故障的检查和诊断的具体方法

目前能够对诊断故障的方式种类繁多，所以想要保证所选择的方法能够起到良好的应用效果必须要了解和掌握所发生故障的具体性质与特征，并利用MATLAB软件与SQL Server数据库进行辅助，把所有收集到的相关数据向软件中导入，以通过故障诊断系统来对故障的类型进行判断，最后得到相应的结果。

4.1 通过对现场检查判断故障

当汽轮机通流部分出现故障时，最主要的特征就是大大削弱机械设备的自身负荷承载能力，需要对故障进行诊断时，首先应该到实际操作场地进行深入观察，判断机械装置的内部是否发生变化。当工作人员无法通过观察找到故障发生原因时，需要确认6级高调们是否为开启状态，并观察其具体的运行情况，如果发现运行期间存在异响，要第一时间对高调们附近的压力值进行检查，在对比压力值过后，可以通过数据了解到门芯有没有脱落。

4.2 进行热参数对比

一旦汽轮机通流部分出现故障，会导致蒸汽压力值和调节压力值迅速上升。一般情况下会采取对比高调们开启状态下，同样负载条件的最高工况等参数。如果发现调节级压力及气流量有逐渐下降的情况，可以以此判断出是由于不明物体对通流部分造成阻碍，缩小了其面积。

4.3 对通流部分的具体效率进行比较

通上述情况类似，采取对比高调们开启状态下，同样负载条件的最高工况等参数，当调节级运行效率降低时，可以发现高压缸效率也逐渐下降，所以可以确定是调节级发生了故障。

5 结束语

就目前情况来看，汽轮机出现问题的主要部位为通流部分，所以相关工作人员将解决该部分故障作为主要的研究课题，分析产生故障的主要原因并探索能够解决故障的有效手段，尽可能降低故障发生的可能性，提升整体机组设备安全、稳定的运行。

参考文献：

[1]刘思东，周凡.故障诊断方法在汽轮机通流部分的研究[J].山东工业技术，2018（2）：195.

[2]徐航.浅谈汽轮机通流部分故障诊断方法研究[J].科技创业月刊，2016，29（22）：148-149.

[3]朱彦东.汽轮机通流部分故障诊断方法研究[J].科技与企业，2016（6）：214.

作者简介：

卞益平（1966- ），男，江苏启东人，技师，大专，研究方向汽轮机。