火力發(fā)電廠汽輪機常見故障分析與檢修研究

劉剛

（山東電力建設第三工程有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展進步，人們?nèi)粘Ｉ钏斤@著提高，對電力能源需求日益增加，給電力行業(yè)發(fā)展帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。火力發(fā)電廠作為目前電力供應的主要來源之一，而汽輪機是火力發(fā)電的主要設備之一，如果出現(xiàn)運行故障會涉及較為專業(yè)的檢修技術，嚴重影響了發(fā)電廠的運行效率。因此，本文對汽輪機潛在的故障進行分析，排除一些技術上的重點和難點問題，促進汽輪機的運行效率，避免運行中出現(xiàn)故障影響發(fā)電廠正常運轉(zhuǎn)，滿足人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活用電需求。

1 汽輪機簡述

汽輪機的工作原理是為發(fā)電機提供動力驅(qū)動，作為一種旋轉(zhuǎn)式的機械設備，主要由轉(zhuǎn)動部分和固定部分兩個組成部分構成。其中轉(zhuǎn)動部分是由葉輪、葉柵和主軸等部分構成，轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)子可傳遞扭矩，促進能量轉(zhuǎn)換的作用。在運行過程中隨著速度的增加會產(chǎn)生高溫，在葉片、主軸離心力、葉輪的轉(zhuǎn)動下出現(xiàn)熱應力，同時，汽輪機運行過程中產(chǎn)生的蒸汽會隨著轉(zhuǎn)子的運行傳遞到電機內(nèi)部。汽輪機的另外部分是固定部分，也可稱為靜子。靜子部分主要由噴嘴室、軸承與抽稱座、汽缸與汽封、機座與滑銷系統(tǒng)構成?；鹆Πl(fā)電的關鍵設備汽輪機，憑借其運行效率高、功率大等諸多優(yōu)勢，在發(fā)電過程中承擔驅(qū)動和供熱作用。其運行原理是在啟動運行過程中通過排氣和抽氣的機械運動，形成熱能并轉(zhuǎn)化為機械能，這種機械能作用于按照設定參數(shù)運轉(zhuǎn)各種泵類，從而產(chǎn)生電能，滿足人們?nèi)粘Ｉ钏琛?/p>

2 汽輪機故障和檢修工作的意義

隨著社會各領域技術的突破創(chuàng)新，人們對高科技技術手段的依賴，生活中常見的家用電氣設備、學校、工廠、商業(yè)場所、傍晚小區(qū)亮起的路燈，人們在日常生產(chǎn)、生活中離不開電，如果沒有電力的支持，人們的工作效率會大打折扣，甚至是不能生產(chǎn)，生活中的衣食住行很難保證，社會將不能正常運轉(zhuǎn)。因此，電力可以提高人們的幸福感，改變原有的勞作方式，促進機械化進程。目前，我國發(fā)電方式主要以火力發(fā)電為主，因此，要全力保證火力發(fā)電廠的正常運轉(zhuǎn)，不斷優(yōu)化技術手段，滿足日常供電需求，在電力的支持下，促進社會各領域快速發(fā)展?；鹆Πl(fā)電廠如果各機組設備保持穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，是電力持續(xù)輸出的基礎，而汽輪機作為火力發(fā)電廠的主要設備，日常的運維工作顯得尤為重要。工作人員應嚴格按照汽輪機部件的原理定期檢修，日常做好管理和監(jiān)控工作，一旦運行過程中出現(xiàn)故障，應根據(jù)出現(xiàn)故障的特點精準找出問題關鍵點，高效排除汽輪機故障，確保汽輪機高效穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)火力發(fā)電廠電力持續(xù)輸出的能效，促進社會和諧穩(wěn)定。

3 火力發(fā)電廠汽輪機常見的故障及檢修方法

3.1 汽封片故障及檢修方法

汽輪機內(nèi)部汽封片部件的作用是對設備內(nèi)部蒸汽與空氣之間阻絕屏障，避免內(nèi)部之間互相滲透，由于設備內(nèi)部蒸汽在壓力的作用下，汽封片出現(xiàn)縫隙便會快速泄漏，導致蒸汽快速滲出，內(nèi)部壓力減小的同時，汽輪機運轉(zhuǎn)效率下降。另外，如果汽封片發(fā)生泄漏，即便相同蒸汽作用下，會耗費大量的燃料生成蒸汽，資源沒有得到充分利用。檢修人員在排除故障過程中，首先應檢查汽封片當前狀態(tài)以及預期使用年限，在其使用壽命周期內(nèi)，應確保汽封片元件的運行功能良好，轉(zhuǎn)子汽封片是在設備內(nèi)腔體部位與離心運動緊密貼合，如果形成汽封片的損壞多數(shù)原因是來源于設備外部的金屬殘屑影響。為了確保汽封片正常運行，提高使用壽命，日常運維保養(yǎng)過程中應避免任何雜物落入設備腔體內(nèi)，檢修人員在運維過程中要密切觀察汽封片，如果發(fā)現(xiàn)元件出現(xiàn)殘損，應按照相應設備元件更換和安裝要求及時更換新汽封片，確保汽輪機高效運轉(zhuǎn)，保證火力發(fā)電廠的生產(chǎn)效益。

3.2 汽輪機鹽垢嚴重及檢修方法

汽輪機的鹽垢故障產(chǎn)生的主要原因是所用水質(zhì)有雜物或者設備性能出現(xiàn)問題，導致汽輪機腔體出現(xiàn)依附的鹽垢，如果不及時處理，隨著時間的推移，鹽垢累積量隨之增多，對轉(zhuǎn)子運行造成一定影響，汽輪機在高負荷下運轉(zhuǎn)效率將出現(xiàn)下降，電力輸出效率也隨之降低。專業(yè)檢修人員應定期對汽輪機腔體鹽垢進行檢測，同時，要密切監(jiān)控電廠的水質(zhì)以及蒸汽的含鹽量，確保各項參數(shù)符合汽輪機運轉(zhuǎn)標準。當一段時間內(nèi)，汽輪機內(nèi)部腔體鹽垢激增時，應對停止汽輪機運轉(zhuǎn)，并拆開汽輪機的氣缸，將轉(zhuǎn)子等一些重要的零部件取出，用酸性溶液在中和作用下溶解鹽垢并用軟水清洗。操作步驟如下：工作人員打開氣缸，首先，將按照相應比例調(diào)配好的檸檬酸溶液，滴入適量的緩蝕劑，緩蝕劑的作用是避免影響氣缸內(nèi)壁遭到化學腐蝕，在蒸汽的作用下提高汽輪機腔體溫度，并用水泵將事先配比好的檸檬酸溶液注入氣缸內(nèi)部，為了達到較好的清洗效果，清洗時間一小時為宜，再用清潔軟水將氣缸內(nèi)部溶液沖刷干凈，當腔體內(nèi)部水質(zhì)與進口水質(zhì)相同即可完成清洗流程。

3.3 汽輪機進水及檢修方法

受到周圍環(huán)境變化影響，汽輪機進氣溫度下降過程中，達到一定溫度區(qū)間進氣會出現(xiàn)液化現(xiàn)象，從而出現(xiàn)大量水分，影響汽輪機運轉(zhuǎn)頻率和電壓的穩(wěn)定，影響運行效率。鍋爐運行出現(xiàn)問題，汽輪機出現(xiàn)進水也會影響汽輪機的使用壽命。運行過程中發(fā)現(xiàn)汽輪機進水，應立即停止運轉(zhuǎn)，專業(yè)維修人員在確保人員安全的情況下開啟管道和疏水門，將水分引出，對汽輪機內(nèi)部元件和溫度情況仔細排查，同時，要對推力軸承和回油溫度進行檢查，辨識汽輪機在運行過程中是否出現(xiàn)異常響聲，如果上述檢查流程沒有發(fā)現(xiàn)異常，可以開啟汽輪機試運行，認真觀察是否出現(xiàn)摩擦聲音或者撞擊聲，如果有異常響聲還應立即停機檢修，檢查是否存在破損配件并及時更換，不斷提高檢修效率和汽輪機的運轉(zhuǎn)能力。

3.4 汽輪機異常振動及檢修方法

汽輪機在運轉(zhuǎn)的過程中異常振動是較常見的故障，一般造成這種情況主要是由氣流或轉(zhuǎn)子引起的。其中汽輪機氣流導致振動的原因主要是葉片受到不均勻的外力造成的。而汽輪機轉(zhuǎn)子導致振動的原因主要是在運行過程中溫度升高后導致轉(zhuǎn)子變形，轉(zhuǎn)動軸心與轉(zhuǎn)子不同心而出現(xiàn)振動故障。檢修人員針對這一故障首先應調(diào)整機組的進水量，把高壓氣門調(diào)整到合適為主，減少氣流負荷，振動頻率也會逐漸降低。

4 火力發(fā)電廠汽輪機檢修管理策略

4.1 建立健全管理機制

為了提高火力發(fā)電廠效益，減少汽輪機故障發(fā)生概率，應建立健全管理機制，優(yōu)化人員組織架構，通過建立績效考核機制，激發(fā)員工工作熱情。加強對基層工作的管理水平，嚴格落實各項規(guī)章制度，發(fā)揮體制作用，發(fā)揮員工的主人翁責任意識。利用單位建言獻策平臺，充分調(diào)動員工的主觀能動性，培養(yǎng)員工創(chuàng)新意識和主動意識，促進企業(yè)快速向前發(fā)展。為了獲取員工的肯定，發(fā)揮員工價值最大化，應建立考核獎懲機制，通過績效管理激勵員工主動創(chuàng)效意識?，F(xiàn)代化發(fā)電廠應健全維保制度，對各個部件定期實施維保，按照調(diào)度需求起到統(tǒng)籌協(xié)調(diào)作用，并根據(jù)維保情況及時做好維保記錄。采用先進的管理理念，借助互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能系統(tǒng)對人員和設備進行科學、合理管理，及時獲取設備運行的各項參數(shù)和工作進度，不斷優(yōu)化設備性能和技術手段，提高發(fā)電廠的核心競爭力。

4.2 提高專業(yè)人才隊伍建設

由于發(fā)電廠工作的嚴謹性，對員工綜合素養(yǎng)要求較高。為了全面提高人員隊伍的專業(yè)技能和技術水平，首先，應在目前招聘體制上進行改革，除了引進國內(nèi)知名高校人才外，還要引進國際上一些高精尖人才，參與技術研發(fā)。其次，加強企業(yè)內(nèi)部專業(yè)知識培訓，提高員工各項技術技藝水平和專業(yè)素養(yǎng)。汽輪機技術還應不斷迎合改革需要進行創(chuàng)新，需要精湛的技術水平和前沿的理論知識作為指導進行完善，只有具備足夠的技術水平，才能穩(wěn)定發(fā)電廠行業(yè)地位。最后，加強對發(fā)電廠員工的思想教育，不斷提高思想道德水平。讓員工樹立責任意識和大局意識，才能在工作中端正態(tài)度，提高工作熱情和進取型，為發(fā)電企業(yè)創(chuàng)造高效的工作業(yè)績和先進的研究成果。

4.3 自動化智能化監(jiān)測汽輪機狀態(tài)

隨著互聯(lián)網(wǎng)普及，推動了智能化機械設備的發(fā)展，發(fā)電廠迎合改革需要也不斷引進先進的自動化控制技術，實現(xiàn)了智能化運轉(zhuǎn)，提高了發(fā)電效率和管理水平。發(fā)電廠的的發(fā)展依托先進的自動化設備和創(chuàng)新的技術手段。汽輪機作為發(fā)電廠的核心設備，如果運用了先進的科學技術，會有效提高發(fā)電廠的電力輸出效率。由于先進的自動化控制技術以及智能化設備的投產(chǎn)使用，代替了傳統(tǒng)人工作業(yè)，為企業(yè)節(jié)約了人力成本。在監(jiān)控真空度工序中，傳統(tǒng)作業(yè)形式是人工測驗，但隨著新的管理理念植入，運用高科技的真空感應器，裝置在汽輪機內(nèi)部腔體上，同時，在遠程端連接報警系統(tǒng)，通過顯示器即可實時掌握腔體的真空參數(shù)，當真空度不符合生產(chǎn)標準時，就會引發(fā)報警器報警，有效提高檢修效率。隨著先進的科學技術的普及，發(fā)電廠故障信息可以通過傳感裝置或者探測器等技術手段獲取并將相關數(shù)據(jù)參數(shù)傳輸?shù)酱髷?shù)據(jù)平臺系統(tǒng)，管理者或者技術人員可通過顯示器了解設備運行的各類信息，并可以智能化地篩選數(shù)據(jù)并分析。這種電子日志包括維修記錄，檢修前后的狀態(tài)對比，檢修時間、人員、更換部件情況等等，這些數(shù)據(jù)便于后續(xù)檢修人員了解汽輪機的歷史檢修情況，對設備運行情況有深入的掌握，快速找到問題關鍵點，提高故障排查效率和檢修水平。同時，根據(jù)測評報告，可以判斷汽輪機當前運行的可靠性和安全性。

4.4 故障診斷系統(tǒng)的實際應用

設備故障是目前我國電力系統(tǒng)的常見問題，為了提高故障排查效率，診斷設備故障目前氛圍主觀經(jīng)驗診斷、儀器測試診斷、數(shù)學模型三種診斷方式。其中主觀診斷主要是依靠技術人員多年的工作經(jīng)驗或者管理人員主觀判斷，通過觀察和分析得出故障點的發(fā)生原因并及時處理。其次，儀器測試診斷是通過萬用表、溫度計、各種感應裝置等對汽輪機組進行檢測，判斷故障點的原因并進行解決。最后，數(shù)學模型診斷主要是針對電力系統(tǒng)的有關設備參數(shù)根據(jù)數(shù)學算法進行測量，獲取參數(shù)的同時應全面分析，查找故障產(chǎn)生的原因，并采取對應檢修方法，排除故障，確保設備安全、穩(wěn)定運行，為火力發(fā)電廠持續(xù)創(chuàng)效。

5 結語

火力發(fā)電廠的正常運行基礎是建立在生產(chǎn)設備的有序運行，火力發(fā)電廠的設備主要構成當屬汽輪機，為了確保發(fā)電廠電力持續(xù)輸出，應加強對汽輪機的日常維修和保養(yǎng)，排除一些潛在的故障和風險因素，從管理水平、人員隊伍、機械設備、作業(yè)環(huán)境等幾個維度展開討論，并對相關問題提出了建設性意見，促進活力發(fā)電廠供電持續(xù)穩(wěn)定輸出，不斷滿足人們的生產(chǎn)、生活需要。