汽輪機(jī)設(shè)備故障診斷與預(yù)防探析

朱長柏

（河鋼集團(tuán)承鋼公司能源事業(yè)部60MW汽輪發(fā)電，河北 承德 067000）

汽輪機(jī)是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的原動(dòng)機(jī)之一，具有操作簡單、效率高、使用性能優(yōu)異的特點(diǎn)，能夠充分適應(yīng)工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)制造的切實(shí)需要。在當(dāng)前工業(yè)快速發(fā)展的大前提下，汽輪機(jī)作為生產(chǎn)制造過程中的重要設(shè)備，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重故障，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)流程嚴(yán)重癱瘓，難以維持正常的生產(chǎn)要求。因此，探析汽輪機(jī)故障的解決方法是保證工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，對(duì)其故障分析以及故障預(yù)防方法的研究也勢(shì)在必行。本文以船舶汽輪機(jī)為例，介紹了其運(yùn)行過程中可能發(fā)生的故障類型、故障原因及處理方法。

1 汽輪機(jī)故障的診斷方法以及處理措施

對(duì)于汽輪機(jī)來說，其不僅運(yùn)行面非常廣，而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，則難以確定其準(zhǔn)確的故障部位，并且不同部位出現(xiàn)的故障造成的嚴(yán)重程度也大不相同，一般情況下，常見的汽輪機(jī)故障主要分為以下幾種：

1.1 汽輪機(jī)運(yùn)行過程中的震動(dòng)故障

1.1.1 震動(dòng)故障原因分析

汽輪機(jī)如果在安裝過程中操作不夠規(guī)范，將會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的震動(dòng)故障，長時(shí)間的震動(dòng)不僅會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)停止運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響汽輪機(jī)的使用壽命。造成這種現(xiàn)象的原因大致分為以下幾種。

首先，如果在安裝汽輪機(jī)時(shí)，沒有保證汽輪機(jī)的底座與機(jī)身完全貼合，而是在結(jié)合處存在明顯的裂隙，將會(huì)致使汽輪機(jī)運(yùn)行過程中發(fā)生嚴(yán)重震動(dòng)。此外，如果底座和機(jī)身的連接螺絲沒有擰緊，也會(huì)引起汽輪機(jī)的震動(dòng)故障；最后，汽輪機(jī)內(nèi)部的基礎(chǔ)下沉也會(huì)引起汽輪機(jī)出現(xiàn)震動(dòng)故障。當(dāng)汽輪機(jī)正式投入運(yùn)行后，隨著運(yùn)行速度的不斷加快，則機(jī)身將會(huì)隨著汽輪機(jī)的震動(dòng)而發(fā)生更加嚴(yán)重的共同震動(dòng)，但是，汽輪機(jī)內(nèi)部的中轉(zhuǎn)軸卻不會(huì)感受到震動(dòng)變化，而中轉(zhuǎn)軸的底座卻會(huì)隨著震動(dòng)速度的增加而導(dǎo)致其震動(dòng)程度也不斷加強(qiáng)。我們將這種異常的震動(dòng)故障看作由于安裝程序不規(guī)范導(dǎo)致的。

其次，汽輪機(jī)的操作不規(guī)范也可能引起汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)震動(dòng)故障。比如，在操作汽輪機(jī)時(shí)如果不能清楚地了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將可能在操作過程中出現(xiàn)失誤，進(jìn)而引起汽輪機(jī)的震動(dòng)故障；除此之外，當(dāng)汽輪機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡受到影響后，還可能由于震動(dòng)故障而導(dǎo)致其內(nèi)部葉片發(fā)生斷裂，影響汽輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.1.2 震動(dòng)故障處理方法

處理這種汽輪機(jī)的震動(dòng)故障可以從以下幾個(gè)方面入手：首先，可以組織汽輪機(jī)運(yùn)行，然后嚴(yán)格遵守相關(guān)安裝程序重新進(jìn)行汽輪機(jī)安裝。為了保證汽輪機(jī)的安裝效果，避免出現(xiàn)相同的震動(dòng)故障，在進(jìn)行汽輪機(jī)安裝時(shí)，應(yīng)該聘請(qǐng)專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行拆卸和組裝，確保各個(gè)安裝過程都符合規(guī)范化、技術(shù)性要求，能夠滿足高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中良好的運(yùn)行效果。其次，在汽輪機(jī)安裝完成后，要嚴(yán)格按照科學(xué)性要求開展調(diào)試工作，進(jìn)一步保障了汽輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。汽輪機(jī)的操作不規(guī)范也可能造成運(yùn)行過程中出現(xiàn)震動(dòng)故障，因此，為了避免操作不規(guī)范的現(xiàn)象發(fā)生，在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，要密切關(guān)注汽輪機(jī)的運(yùn)行狀況，比如可以借助葉片結(jié)垢后的軸承溫度來判斷其是否會(huì)發(fā)生故障，如果結(jié)垢嚴(yán)重則說明故障嚴(yán)重，需要及時(shí)對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行清潔，避免汽輪機(jī)出現(xiàn)震動(dòng)故障。

1.2 汽輪機(jī)運(yùn)行過程中的油系統(tǒng)故障

1.2.1 油系統(tǒng)故障原因分析

汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中，還可能出現(xiàn)油系統(tǒng)故障。一旦汽輪機(jī)發(fā)生油系統(tǒng)故障，不僅會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)發(fā)生嚴(yán)重的漏油現(xiàn)象，造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，還會(huì)影響汽輪機(jī)的整個(gè)機(jī)組潤滑系統(tǒng)，進(jìn)而造成非常嚴(yán)重的危害，影響汽輪機(jī)的運(yùn)行速度和運(yùn)行效率。在進(jìn)行汽輪機(jī)安裝的過程中，如果汽輪機(jī)的密封度不符合要求，或者是汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中密封面發(fā)生損壞，會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的漏油故障，影響汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。除此之外，油是保障汽輪機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素之一，我們需要保障汽輪機(jī)的優(yōu)質(zhì)符合汽輪機(jī)的運(yùn)行條件。如果油罐的清潔工作不到位，將會(huì)加速優(yōu)質(zhì)的惡化，影響汽輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2.2 油系統(tǒng)故障處理方法

為了避免汽輪機(jī)油系統(tǒng)故障，在對(duì)油管路設(shè)計(jì)的過程中就應(yīng)該充分考慮油管的動(dòng)態(tài)性，保障油的正常循環(huán)。另外，在進(jìn)行汽輪機(jī)安裝時(shí)，要仔細(xì)檢查汽輪機(jī)的漏油部位，及時(shí)地清除漏油，避免影響汽輪機(jī)的油質(zhì)。還要對(duì)油管進(jìn)行合理的優(yōu)化，確保油的正常循環(huán)，保障汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。

1.3 大軸彎曲故障

汽輪機(jī)在運(yùn)行的過程中，還可能出現(xiàn)大軸彎曲的故障，如果汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中機(jī)組的震動(dòng)頻率較大，將會(huì)造成大軸彎曲；此外，當(dāng)運(yùn)行過程中氣缸的金屬摩擦力超出承受限度，也會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)的大軸出現(xiàn)彎曲，引起汽輪機(jī)的運(yùn)行故障。對(duì)于這種大軸彎曲故障，我們采取揭缸檢查的方式來確定具體的故障原因，進(jìn)而采取合適的措施來解決運(yùn)行故障。嚴(yán)禁汽輪機(jī)運(yùn)行過程中強(qiáng)行檢查。

1.4 真空下降故障

當(dāng)凝汽器的溫度發(fā)生迅速增長后，則預(yù)示這真空表的指示下降，出現(xiàn)了汽輪機(jī)真空下降故障。應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)的真空故障，要定期地對(duì)汽輪機(jī)的排氣壓力以及溫度進(jìn)行必要的核對(duì)，確保汽輪機(jī)的真空已經(jīng)下降，除此之外，還要對(duì)汽輪機(jī)的負(fù)荷進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，針對(duì)汽輪機(jī)的真空故障，要結(jié)合實(shí)際情況采取措施，清除障礙，保障汽輪機(jī)的運(yùn)行正常。

2 汽輪機(jī)故障的預(yù)防對(duì)策

2.1 汽輪機(jī)超速的預(yù)防對(duì)策

為了避免由于超速而發(fā)生故障時(shí)，在汽輪機(jī)正式運(yùn)行前要對(duì)其內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)地檢查，尤其是其保安系統(tǒng)，要嚴(yán)格檢查其氣門密閉性，一旦發(fā)現(xiàn)氣門密封性能不符合要求，應(yīng)該立即采取措施。此外，還需要對(duì)汽輪機(jī)的蒸汽質(zhì)量進(jìn)行檢查，嚴(yán)格把控蒸汽的流動(dòng)過程，避免蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，從而造成汽輪機(jī)發(fā)生運(yùn)行故障。

2.2 汽輪機(jī)沖擊故障的預(yù)防對(duì)策

為了預(yù)防水沖擊引發(fā)的汽輪機(jī)故障。首先，在汽輪機(jī)的噴水閥門選擇過程中，要優(yōu)先選擇質(zhì)量較好的閥門，并將其按照安裝程序要求將其安裝在減溫水管道中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水管道的水量進(jìn)行有效控制，減輕水沖擊引發(fā)汽輪機(jī)故障的可能性；除此之外，還要對(duì)汽輪機(jī)的疏水系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)水流向的控制，有效應(yīng)對(duì)水沖擊故障，并實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的排水工作，防止汽輪機(jī)發(fā)生嚴(yán)重的損害。

2.3 汽輪機(jī)運(yùn)行過程中的真空下降故障的預(yù)防對(duì)策

對(duì)于汽輪機(jī)而言，在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)真空下降故障，為了避免這種故障，在汽輪機(jī)運(yùn)行前，就應(yīng)該安排專業(yè)人員對(duì)汽輪機(jī)的供水系統(tǒng)進(jìn)行檢查，及時(shí)排查故障，并且在汽輪機(jī)投入工作后，還應(yīng)該定期地進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)，為汽輪機(jī)的正常運(yùn)行提供設(shè)備保障。此外，還應(yīng)該重視汽輪機(jī)的抽氣設(shè)備，檢查真空泵的工作性能，確保其氣密性滿足運(yùn)行要求。對(duì)于汽輪機(jī)的冷卻塔而言，其運(yùn)行性能也會(huì)對(duì)汽輪機(jī)產(chǎn)生一定的影響，加強(qiáng)對(duì)其熱力性能的維護(hù)。循環(huán)水的流動(dòng)情況也會(huì)影響汽輪機(jī)的運(yùn)行，當(dāng)水壓表顯示為0時(shí)，要立即進(jìn)行停機(jī)處理，降低機(jī)組的負(fù)荷，當(dāng)循環(huán)水的溫度迅速增加時(shí)，則說明水供應(yīng)不能滿足汽輪機(jī)的運(yùn)行要求，應(yīng)該及時(shí)地調(diào)整汽輪機(jī)的供水量，增加供水。

3 結(jié)語

綜上所述，汽輪機(jī)的運(yùn)行狀況直接影響主體設(shè)備的運(yùn)行。因此，要加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)的故障診斷，探析汽輪機(jī)故障的具體原因，有針對(duì)性地采取預(yù)防措施，才能夠保障汽輪機(jī)運(yùn)行過程中的安全性和可靠性。對(duì)于我國工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)深層次的進(jìn)步和發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。