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发电厂汽轮机的故障分析与解决对策研究

2020-12-11张林海

中国科技纵横 2020年13期
关键词:故障分析解决对策

摘 要:对于发电厂汽轮机的运行而言,其最为重要的一点就是实现自身的安全与稳定运行。在本文中,将从发电厂汽轮机的特点出发,结合对常见故障的分析来探讨应采取哪些方式来实现对发电厂汽轮机故障的有效解决,以使发电厂汽轮机的持续运行得到保障。

关键词:发电厂汽轮机;故障分析;解决对策

中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2020)13-0128-02

0 引言

汽輪机作为发电厂最为重要的一项设备,其自身的运行对当前发电厂系统的经济性与安全性有着直接影响。这使得其作为电力供应的关键所在,需要基于对汽轮机机械原理与维护措施的合理运用,从其整体应用状态来进行分析,以避免汽轮机运行过程中故障的发生。

1 发电厂汽轮机概述

发电厂汽轮机具有长期且持续的特点,而且汽轮机自身的结构与运行过程所处的环境也较为复杂且特殊,这使得汽轮机往往需要在多种因素的影响下进行运作,导致汽轮机不可避免会发生故障。作为火力发电厂在生产电力过程中的关键机械设备,汽轮机能够将蒸汽产生的热能转换为机械能,并通过汽轮机排汽或抽汽带来的热能为生产生活供热[1]。而在此过程中,汽轮机作为发电机的原动机,其能够对各种泵、风机、压缩机等设备进行直接驱动。结合在不同因素下导致的汽轮机故障,可以在大致上将汽轮机的故障划分为汽轮机凝汽系统故障、汽轮机转子不平衡、汽轮机异常振动等问题。

2 发电厂汽轮机的常见故障分析

2.1汽轮机凝汽系统故障

作为汽轮机辅机中普遍存在的构成设备,凝汽机通常是由凝汽水泵、循环水泵以及抽气装置所构成的。而汽轮机凝汽机在运行过程中最容易出现的故障就是汽轮机凝汽真空偏低的问题。在实际应用的过程中,通过在汽轮机排气口的位置设置对应的真空凝汽设备,以使汽轮机在运行时,能够在蒸汽膨胀的作用下,降低自身的排气压力,使汽轮机自身的热效率得到大幅度提升。在这一过程中,如果汽轮机凝汽器自身的真空度出现异常,便会使汽轮机的正常运转受到影响。在真空度发生变化后,汽轮机的排气温度也会随之产生变化,导致了机组在运行过程中极易出现振动故障的问题。

2.2汽轮机转子不平衡

在汽轮机投入使用的一段时间后,其转子在运行的过程中能够良好的保持自身的平衡状态,其自身对动平衡状态的维持也使得汽轮机在运行的过程中更加稳定。而经过长时间的运行,转子会逐渐产生扭曲变形的问题,导致了转轴受到磨损,并且转子在汽轮机运作过程中的高速动平衡状态也难以保持。

2.3汽轮机异常振动

汽轮机出现异常振动故障的原因主要是在长时间运作后,汽轮机关键部位出现磨损,但工作人员在运行维护的过程中没能及时发现或是由其他因素所导致的[2]。而结合运维实践可以发现,导致汽轮机出现异常振动的原因主要为以下几点:气流激振所引发的异常振动,其主要表现为在汽轮机进入到运转状态后,作为汽轮机重要构成部分的汽轮机叶片在不均匀气流的影响下出现的不规则振动;转子热变形所导致的异常振动,该振动问题的出现原因主要是由于汽轮机在运行时产生了过多的热能,使得其转子在热能的影响下温度升高,令其在长期运行过程中不断的承受热能,最终超过转子所能承受的热能阈值,导致其出现变形的问题;摩擦所引发的异常振动,摩擦问题的出现通常都由于缺乏对汽轮机的日常维护与保养导致汽轮机转子内部出现了灰尘与异物囤积的现象,使得汽轮机在运行的过程中出现异常振动。

3 发电厂汽轮机的故障解决对策

3.1汽轮机凝气故障的检修

为了应对汽轮机检修过程中辅机真空气密性出现故障的问题,需要在运维检修的过程中,对凝汽器侧的安全性进行一个全方位的及时检查,并利用停机灌水的措施判断当前设备的真空系统内部是否出现了问题。同时,在定期维护与检修的过程中,也要能够重点关注汽轮机的喷嘴与轴封,对其进行严格且仔细的检查,从而及时采取措施来消除漏气点,使抽气的效率得到最大程度上的发挥。并且,提升凝汽器内部密封性也是避免其故障发生的有效策略。为此,可以采取使用化学方法来消除凝汽器内部存在的污垢,以实现对凝汽系统故障的有效应对。

3.2汽轮机转子检测

在应对汽轮机转子不平衡故障时,需要注意的是长期使用所产生的磨损问题是无法避免的。因此,需要在汽轮机出厂以及在使用的过程中定期进行检测来了解汽轮机转子的质量以及使用状态,以及时的进行汽轮机转子的替换。在对汽轮机转子实施检测的过程中,需要基于转子在运行过程中对汽轮机所产生的影响与作用,从重点内容出发来进行检测[3]。进行汽轮机转子检测时,首先需要标记转子位置,并将水平仪放置在轴颈的中央位置,以对数据进行记录与观察,在与过往记录数据进行比对后,在可控范围内完成对轴颈扬度的测量。

其次,要完成对千分表的精准度的检修,在确保自身不存在误差后,使用千分表来完成对转子运行晃度的测量,并基于同检测记录中历史数据的对比,结合数据的差异性表现来进行判断。再次,需要利用楔型塞尺来完成对汽轮机动静叶间隙的策略。最后,需要在将联轴器外部罩壳、螺栓进行拆除后,吊出转子,并脱出汽轮机端与发电机端进行连接的联轴器,观察其螺栓的运行状态,而后对动叶片进行清理。

3.3汽轮机异常振动的检修

由于汽轮机异常振动故障出现的原因往往都是不同的因素所造成的。为此,在解决此类问题的过程中,也要根据不同故障因素的特点来采取更有针对性的措施进行应对与处理。在面对气流激振问题时需要注意,由于其自身会因为叶片末端气流紊乱,导致汽轮内部出现不均衡气流所引发的气流冲击现象,而这也使得气流激振问题的出现具有一定的不可回避性[4]。应对这种现象时,需要对机组给水量、高压调速汽门进行一个合理的调控,以实现对气流激振问题的避免与控制,并消除汽轮机组内部异常气流激振的问题。

3.4汽轮机油系统故障

作为汽轮机的重要组成部分,如果汽轮机在运行的过程中,自身的油系统出现故障也同样会导致汽轮机出现罢工的问题。而这种问题的出现主要是由于机械质量与油的质量差所导致的。并且由于导致汽轮机油系统出现故障的这两种原因都是通过人为措施来进行控制,使得在面对此类问题时所使用的处理措施相对便捷。在应对机械质量问题时其重点在于设备入厂时的质量管控,在进行机械设备的购买与引进时,需要从性价比与整体质量两个方面出发,确保所引进的机械设备满足发电厂正常稳定运行的质量要求。

3.5汽轮机气缸的检修

气缸是汽轮作业的基础,如果缺乏对汽缸的定期维护也会导致汽轮机在运行的过程中产生故障。而在火电厂中应用较为普遍的气缸缸体形式主要为上下两个,并且由静叶栅、隔板與转子所构成。并且,气缸自身所设置的真空层可以在汽轮机运行的过程中有效的防止气体渗入到其中,以避免其对汽轮机在运行过程中的安全性与稳定性造成影响[5]。

4 结论

综上所述,发电厂汽轮机在运行的过程中,往往在多种因素的影响下,而产生汽轮机凝汽系统故障、汽轮机转子不平衡、汽轮机异常振动等问题。而在对相应的故障进行检修时,需要结合对应故障的特点来采取针对性措施进行应对,并将油系统与气缸的检修考虑在内,确保整体系统的运行稳定性。

参考文献

[1] 左创举.发电厂汽轮机故障分析与信息分析对策研究[J].信息记录材料,2019,20(8):126-127.

[2] 汪帅.发电厂汽轮机的故障分析与解决对策[J].科技风,2019

(7):179.

[3] 曹金梁.发电厂汽轮机的故障分析与解决对策[J].科技展望,2016,26(29):75.

[4] 胡俊,崔国智.火力发电厂汽轮机常见故障分析及解决措施[J].山东工业技术,2015(8):48.

Abstract:For the operation of steam turbines in power plants, the most important point is to realize their own safe and stable operation. In this article, starting from the characteristics of steam turbines in power plants, combined with the analysis of common faults, we will discuss what methods should be adopted to effectively solve the faults of steam turbines in power plants so that the continuous operation of steam turbines in power plants can be guaranteed.

Key words:power plant steam turbine;failure analysis;solution

收稿日期:2020-05-06

作者简介:张林海(1981—),男,安徽阜阳人,大专,助理工程师,研究方向:汽轮机运行调整及节能降耗。

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