汽輪機常見故障分析及措施

摘 要：文章對汽輪機的常見故障進行了分析，旨在為汽輪機的正常運作帶來可行性依據(jù)，以此來延長汽輪機的使用周期。

關(guān)鍵詞：汽輪機；常見故障；分析措施

1 汽輪機常見故障分析

1.1 汽輪機潤滑油中水分超標的原因分析及處理

國家標準GB/T7596-2000中規(guī)定，發(fā)電機組為300MW時候，汽輪機含油水分不得超過一百毫克每升。油的潤滑性能需要汽輪機在正常運轉(zhuǎn)中油質(zhì)不被乳化，油膜得到保護。否則會損壞汽輪機組的軸承。在汽輪機金屬表面需要避免油中水分在長期中與金屬部件接觸，否則也容易銹蝕金屬表面，銹蝕金屬表面的產(chǎn)物會影響汽輪機調(diào)速系統(tǒng)的堵塞，嚴重的會造成汽輪機停機。因此，汽輪機潤滑油在使用過程中一定要確保油中水分合理控制，盡量調(diào)節(jié)在最低水平。汽輪機組在正常運轉(zhuǎn)中不需要進水，但由于在操作機組軸時，容易疏忽，促使封口不夠嚴密或調(diào)節(jié)不當(dāng)?shù)臍鈮?，這時汽輪機中就會進水，導(dǎo)致汽水漏油。

汽輪機組封口不嚴密，汽輪機潤滑油含有水分的主要原因：漏出水汽被相近的軸承通過油擋吸人潤滑油的回油中，運行過程中，軸封之間產(chǎn)生的水汽就會滴入潤滑油中，久而久之，就會慢慢深入汽輪機組的主油箱，越發(fā)沉淀，在油箱的底部，此時情況就會出現(xiàn)游離，水要通過汽輪機組主油箱慢慢將水放掉，而少量的溶解水和游離水需要濾油機進行清除。

在高中壓后汽封加裝擋氣板，可大大減少軸封漏汽竄人軸承箱的數(shù)量。加裝低壓軸封回汽分門，能增加對低壓汽封調(diào)整的靈活性。在保證汽封壓力在較低的情況下（規(guī)定修改為0.021～0.025MPa，能夠維持凝汽器的真空。不斷改善缸體溫度，軸封出在高中壓下的通風(fēng)正常，避免軸承箱竄入漏氣。

1.2 汽輪機油系統(tǒng)火災(zāi)的原因分析和預(yù)防措施

汽輪機潤滑油系統(tǒng)漏油，特別是高壓油系統(tǒng)漏油遇到高溫?zé)狍w（處于高阻狀態(tài)的管道、閥門、汽缸等）就會起火供燒。如漏抽得不到有效控制，甚至漏油量突然增加，則火勢將迅速發(fā)展，造成極其嚴重的后果。汽輪機油在高壓系統(tǒng)中，需要特別注意高溫，穩(wěn)定溫度，防止出現(xiàn)大火，引起火燃燒，避免造成新的漏油點，形成惡性循環(huán)。

防止油系統(tǒng)漏油是預(yù)防火災(zāi)事故發(fā)生的重要措施。因此，要嚴格檢修工藝，提高檢修質(zhì)量，努力消除運行中的漏油、滲油現(xiàn)象。

汽輪機中的高溫蒸汽、閥門以及疏水管道在使用過程中應(yīng)做好保溫工作以及隔絕工作。最好在蒸汽管道外部做好鐵皮包裹，在高溫區(qū)集中的地方更應(yīng)該做好防水裝置。液壓系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)部件例如滑閥、油管道、油動機需要與高溫?zé)狍w隔離；主要管道或油系統(tǒng)周邊的高溫汽水管道都需要在外面包裹鐵皮或者綠皮進行保護。保持保溫層表面的溫度不能超過50℃，這樣才能做到汽輪機系統(tǒng)沒有火災(zāi)發(fā)生。

1.3 汽輪機油乳化原因

汽輪機油乳化會造成油系統(tǒng)腐蝕，機組部件發(fā)生銹蝕。同時，汽輪機油也將失去潤滑、散熱和調(diào)速的作用，嚴重影響機組的安全運行。汽輪機油乳化一般有三個原因：水分、乳化劑和高速攪拌。

汽輪機組在水分運行的過程中，需要防止油品乳化。機組在汽輪機的運行過程中，如果軸封不夠嚴實、汽封不夠緊密出現(xiàn)漏氣，潤滑油質(zhì)量較差，還有軸承箱內(nèi)的真空不達標，這些都是導(dǎo)致汽輪機油系統(tǒng)進水的原因。同樣，汽輪機組在安裝過程中出現(xiàn)環(huán)節(jié)漏洞，設(shè)備清潔不到位，就會給汽輪機油帶來質(zhì)量上的困擾，容易出現(xiàn)污物或者雜質(zhì)。

汽輪機油的相關(guān)性能與水的乳化還有油中的添加品息息相關(guān)。汽輪機油的表面具有抗氧化劑和防銹劑產(chǎn)生的化合物、混合物，在這些物質(zhì)所存有的分子結(jié)構(gòu)中，含有非極性基團和親水性能極性基團，在兩端親油性中各有不同。

這些物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，促進水和油的融合，繼而不能分離，出現(xiàn)了乳化現(xiàn)象。所以，在汽輪機油中的添加劑一定要確保質(zhì)量，才能在抗氧化性能中得到提高，并且在親水性能比較強的成分中減少并較低了添加劑，進而促進汽輪機油在抗氧化性能中的指標規(guī)定。

汽輪機在運轉(zhuǎn)速度較快的過程中，油和水相互融合，相互攪拌，出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，這時親水基因就增加了油與水的親和力，親和力越大，油和水結(jié)合就更牢固。又因為親油性中的非極性基團可以與油相融，這種物質(zhì)的推動帶動了水和油不可分割。所以就出現(xiàn)了乳化現(xiàn)象。

2 汽輪機常見故障采取措施分析

2.1 汽輪機油乳化處理措施

汽輪機油的乳化給機組運行帶來的后果是嚴重的。保證汽輪機組設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝、運行和維護以及汽輪機油品質(zhì)最，對防止和消除汽輪機油系統(tǒng)進水，防止汽輪機油乳化是非常重要的。因此，要注重以下幾方面：（1）防止油系統(tǒng)進水。油中進水是造成油乳化的根本原因，所以首先要提高設(shè)備設(shè)計、制造水平，調(diào)整軸封、油擋徑向間隙在標準范圍內(nèi)，減少水分和蒸汽的進入。（2）及時排除油中水分和雜質(zhì)。在機組運行時要投人油凈化裝里，及時對汽輪發(fā)電機組油系統(tǒng)中調(diào)節(jié)和潤滑用油進行油水分離和雜質(zhì)過濾。同時，油系統(tǒng)部件在制造、安裝及運行時要確保設(shè)備部件清潔、密封，符合制造廠規(guī)定的各種清潔度標準。（3）購進的汽輪機油必須符合國家標準GB 11120-1989規(guī)定的各項技術(shù)指標，尤其是抗乳化性能及酸值指標，必須得到保證。同時，汽輪機油在使用中要按照《L-TSA汽輪機油換油指標SH/T V0636-1996規(guī)定，定期取樣檢查，發(fā)現(xiàn)間題及時采取措施。（4）添加杭乳化劑。對乳化后的汽輪機油，電廠也可根據(jù)情況采取向油中添加破乳化劑的辦法來提高汽輪機油的抗乳化性能。利用破乳化劑來破壞油水界面上的乳化膜，把水釋放出來，達到除水的目的。

汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能維持空負荷運布I，一般可分為兩種情況：一種是汽輪機在啟動過程中，不能維持空負荷運行；另一種是汽輪機在甩負荷后，不能維持空負荷運行。

2.2 汽輪機在啟動過程中，不能維持空負荷運行

這種情況主要表現(xiàn)為在開機過程中，調(diào)節(jié)汽閥動作關(guān)小后，繼續(xù)開或全開主汽閥或電動主閘閥旁路門后，會發(fā)現(xiàn)以下幾種現(xiàn)象。（1）轉(zhuǎn)速會連續(xù)不斷地上升直到危急保安器的動作轉(zhuǎn)速。（2）轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)連續(xù)擺動。（3）轉(zhuǎn)速雖不擺動，可空轉(zhuǎn)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速已經(jīng)超過額定轉(zhuǎn)速，且用同步器也不能將轉(zhuǎn)速降低。

轉(zhuǎn)速雖不擺動，可空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速達不到額定轉(zhuǎn)速，并且用同步器也加不上轉(zhuǎn)速。

除第（2）種現(xiàn)象外，其余幾種現(xiàn)象主要由以下幾種原因造成：a.同步器的上下限整定不當(dāng)，下限偏高口如壓力變換器或錯油門上部彈簧緊力過大，使空轉(zhuǎn)時同步器下限轉(zhuǎn)速超過了額定轉(zhuǎn)速。另外還有油動機下限行程不夠，使油動機活塞移到卜限時，調(diào)節(jié)汽閥仍處在懸空狀態(tài)。這些可通過正確調(diào)整壓力變換器、錯油門及油動機行程界限以及同步器工作范圍來加以消除。b.同步器的上下限整定不當(dāng)，上限偏低口如壓力變換器、錯油門彈簧剛度不夠，或緊力不足，油動機空行程或富裕行程過大，同步器加至上限時，調(diào)節(jié)汽閥仍處在微開狀態(tài)，這些缺陷除要更換彈簧外，其他處理方法與a.相同。c.壓力變換器、錯油門、油動機及調(diào)節(jié)汽閥等活動部件卡澀及由于調(diào)節(jié)汽閥的閥桿與閥套或密封片之間的間隙過小或中心不正。致使閥桿歪斜，造成卡澀等。若油中有雜質(zhì)或油中有水，也會造成壓力變換器、錯油門滑閥及油動機活塞卡澀或銹蝕。消除這類缺陷時應(yīng)根據(jù)不同的情況采取相應(yīng)的措施，如加強對蒸汽品質(zhì)和油品質(zhì)的質(zhì)量監(jiān)督，以及在檢修中對閥桿中心加以校正，更換閥套或密封片等。

參考文獻

[1]陳大禧，等.機械設(shè)備故障診斷基礎(chǔ)知識[M].長沙：湖南大學(xué)出版社，1989.

[2]施維新.汽輪發(fā)電機組振動及事故[M].北京：中國電力出版社，2001.

作者簡介：卜磊（1987.1-），男，吉林白山人，本科，助理工程師，研究方向：電力機械設(shè)備檢修與維護。