论文部分内容阅读
摘要：汽轮机是火力发电厂三大主机之一，汽轮机运行状态、运行效率及连续性将直接影响电厂发电系统的安全性、稳定性与可靠性。文章通过梳理相关文献了解电厂汽轮机的运行机理，在此基础上结合实际工作经验探究电厂汽轮机运行中经常发生的油膜振荡、转子热弯曲、摩擦振动、汽流激振、真空下降故障产生原因及解决对策，旨在为电厂汽轮机的高效、稳定、安全运行保障提供思路与方法。
关键词：电厂;汽轮机运行;常见故障;解决对策
汽轮机是电厂发电系统三大主机（锅炉、汽轮机、发电机）之一，不仅关系到整个发电系统的运行效率与产出效能，而且关乎电厂对能源的消耗及实际获取的经济收益。近年来，社会各个领域的发展加大了对电能的需求量，电厂生产任务日益艰巨，承担着缓解电能供需问题、提升电能生产力的重要责任。为此，在日常电能生产中需实时动态监测汽轮机运行状态，及时发现汽轮机运行故障，结合以往经验、对汽轮机运行机理的深入了解以及专业化、科学化的故障分析与诊断技术识别故障类型、精准故障定位，并采取合理有效的措施解决汽轮机运行故障问题，进而保证汽轮机长时间维持高效、安全、可靠的运行状态。
一、电厂汽轮机运行机理
电厂汽轮机类型多种多样，如单级汽轮机、多级汽轮机;单缸汽轮机、多缸汽轮机等。不同类型汽轮机运行方式与工作原理具有一定的差异性，但总体而言汽轮机是将蒸汽热能转化为机械能的回转式机械，高温高压蒸汽经过汽轮机时会带动其转子叶片转动，转化而成的机械能带动发电机运转，进而产生可应用于生产及生活中的电能。
伴随着社会用电规模的扩大，电厂汽轮机体积也明显提升，发电系统的结构日益复杂，在大型汽轮机运行过程中，叶片因蒸汽长时间冲击发生断裂、转子受热弯曲、凝汽器真空度下降等问题频繁发生，不仅会中断汽轮机连续运行工作状态，而且会使汽轮机内部构件、部件发生不可逆损耗，缩短汽轮机的使用寿命。
二、电厂汽轮机运行常见故障及解决对策
（一）油膜振荡故障及解决对策
电厂汽轮机运行过程中的油膜振荡故障表现为转轴强烈跳动，严重时会对转轴外露部分产生不利影响。该故障产生的原因为转轴荷载过大，降低了转轴的稳定性。解决电厂汽轮机运行油膜振荡故障的关键措施为：首先，选用粘稠性及温湿度符合相应标准的润滑油减小转轴高速旋转过程中的摩擦力;其次，适当调小轴瓦顶部间隔距离、增加轴承合金的宽度[1];最后，调节轴颈与轴瓦之间的接触角。
（二）转子热弯曲故障及解决对策
在电厂汽轮机组冷态起机，带负荷运行至一定速度后，因转子温度异常增加、汽轮机蒸汽参数设置不合理便会诱发转子热弯曲故障，在高温高压、应力等因素的共同作用下，转子极易发生弯曲、变形问题，降低汽轮机组整体运行的安全性与可靠性。解决汽轮机运行过程中转子热弯曲故障的有效方法为：其一，将原本易变形、材料性能不佳的转子替换为耐腐性能、耐高温性能、耐高压性能更佳的新型材料转子，避免转子受到工作温度、转动速度的影响发生弯曲;其二，调整汽轮机组的运行负荷，预测不同负荷下汽轮机组转子内部应力与所受壓力，在保证转子物理学性能基础上适度降低负荷，可以保证转子运行的稳定性;其三，时刻观察汽轮机组运行状态，发现转子弯曲变形后及时更换转子，提升汽轮机运行安全性。
（三）摩擦振动故障及解决对策
电厂汽轮机运行过程中，因旋转产生的离心力、各个部件运行中的作用力等会改变汽轮机内部构件、部件的初始运行状态，当转动部分受力情况发生改变后便会产生异常震动，甚至会引发涡动现象，加剧汽轮机构件及部件的磨损程度。为此，在汽轮机运行中需注重实时监测，当发现分频、倍频及高频分量时立即检查汽轮机转动部分有无变形、弯曲、过度磨损现象，如果存在此类现象需第一时间采取故障解除措施，更换磨损程度较大的构件、部件，采用润滑油降低转动部分的摩擦力，避免摩擦振动传导至汽轮机其他运行部分，以此保证汽轮机组整体的运行效率[2]。
（四）汽流激振故障及解决对策
电厂汽轮机运行汽流激振故障集中表现为振动曲线异常。高温高压气体流经汽轮机叶片、推动转子运转中除因蒸汽膨胀产生对中高压转子的转矩之外，还会产生轴向力，轴向力的方向一般由高压转子指向中压转子，可能会导致高中压转子受力不均匀，进而诱发汽流激振故障。为解除该故障，在汽轮机运行前需校验转子动平衡，保证转子中心与旋转中心处于同一直线上。同时，全面、全过程记录满负荷情况下汽轮机转子的振动数据。绘制转子振动曲线，从中总结转子振动规律，预测不同负荷、蒸汽参数下转子汽流激振故障发生的关键节点或周期，以此为依据制定转子检查、故障诊断阶段性计划，做到防患于未然。
（五）真空下降故障及解决对策
汽轮机运行过程中，转动部位构件、部件相互摩擦产生热能，如果养护工作不到位便会导致凝汽器真空下降，加大汽轮机运行的热能消耗。真空下降故障的表现多种多样，需根据不同表现形式采取故障处理措施;其一，针对循环水中断表现，需立即启动备用循环水泵，如无备用水泵需卸除汽轮机运行负荷，清理循环系统堵塞;其二针对凝结泵运行效率较低问题，可适当加大入口过滤网，降低凝结泵高度;其三，针对凝汽器满水问题，需打开水位调节阀排除多余水体。
三、结束语
汽轮机是电厂发电系统中的关键组成部分之一，常见的故障包括油膜振荡、转子热弯曲、摩擦振动、汽流激振及真空下降。在解除故障中需根据实际的故障表现、故障类型采取差异化排障措施，并树立预防为主的基本理念，切实保证汽轮机运行效率。
参考文献
[1]黄利明.电厂汽轮机运行中的故障及其处理对策探析[J].现代工业经济和信息化，2021，11（04）：138-139.
[2]陈明付.电厂汽轮机运行中的常见故障及应对策略研究[J].科技创新与应用，2020，{4}（36）：99-100.
关键词：电厂;汽轮机运行;常见故障;解决对策
汽轮机是电厂发电系统三大主机（锅炉、汽轮机、发电机）之一，不仅关系到整个发电系统的运行效率与产出效能，而且关乎电厂对能源的消耗及实际获取的经济收益。近年来，社会各个领域的发展加大了对电能的需求量，电厂生产任务日益艰巨，承担着缓解电能供需问题、提升电能生产力的重要责任。为此，在日常电能生产中需实时动态监测汽轮机运行状态，及时发现汽轮机运行故障，结合以往经验、对汽轮机运行机理的深入了解以及专业化、科学化的故障分析与诊断技术识别故障类型、精准故障定位，并采取合理有效的措施解决汽轮机运行故障问题，进而保证汽轮机长时间维持高效、安全、可靠的运行状态。
一、电厂汽轮机运行机理
电厂汽轮机类型多种多样，如单级汽轮机、多级汽轮机;单缸汽轮机、多缸汽轮机等。不同类型汽轮机运行方式与工作原理具有一定的差异性，但总体而言汽轮机是将蒸汽热能转化为机械能的回转式机械，高温高压蒸汽经过汽轮机时会带动其转子叶片转动，转化而成的机械能带动发电机运转，进而产生可应用于生产及生活中的电能。
伴随着社会用电规模的扩大，电厂汽轮机体积也明显提升，发电系统的结构日益复杂，在大型汽轮机运行过程中，叶片因蒸汽长时间冲击发生断裂、转子受热弯曲、凝汽器真空度下降等问题频繁发生，不仅会中断汽轮机连续运行工作状态，而且会使汽轮机内部构件、部件发生不可逆损耗，缩短汽轮机的使用寿命。
二、电厂汽轮机运行常见故障及解决对策
（一）油膜振荡故障及解决对策
电厂汽轮机运行过程中的油膜振荡故障表现为转轴强烈跳动，严重时会对转轴外露部分产生不利影响。该故障产生的原因为转轴荷载过大，降低了转轴的稳定性。解决电厂汽轮机运行油膜振荡故障的关键措施为：首先，选用粘稠性及温湿度符合相应标准的润滑油减小转轴高速旋转过程中的摩擦力;其次，适当调小轴瓦顶部间隔距离、增加轴承合金的宽度[1];最后，调节轴颈与轴瓦之间的接触角。
（二）转子热弯曲故障及解决对策
在电厂汽轮机组冷态起机，带负荷运行至一定速度后，因转子温度异常增加、汽轮机蒸汽参数设置不合理便会诱发转子热弯曲故障，在高温高压、应力等因素的共同作用下，转子极易发生弯曲、变形问题，降低汽轮机组整体运行的安全性与可靠性。解决汽轮机运行过程中转子热弯曲故障的有效方法为：其一，将原本易变形、材料性能不佳的转子替换为耐腐性能、耐高温性能、耐高压性能更佳的新型材料转子，避免转子受到工作温度、转动速度的影响发生弯曲;其二，调整汽轮机组的运行负荷，预测不同负荷下汽轮机组转子内部应力与所受壓力，在保证转子物理学性能基础上适度降低负荷，可以保证转子运行的稳定性;其三，时刻观察汽轮机组运行状态，发现转子弯曲变形后及时更换转子，提升汽轮机运行安全性。
（三）摩擦振动故障及解决对策
电厂汽轮机运行过程中，因旋转产生的离心力、各个部件运行中的作用力等会改变汽轮机内部构件、部件的初始运行状态，当转动部分受力情况发生改变后便会产生异常震动，甚至会引发涡动现象，加剧汽轮机构件及部件的磨损程度。为此，在汽轮机运行中需注重实时监测，当发现分频、倍频及高频分量时立即检查汽轮机转动部分有无变形、弯曲、过度磨损现象，如果存在此类现象需第一时间采取故障解除措施，更换磨损程度较大的构件、部件，采用润滑油降低转动部分的摩擦力，避免摩擦振动传导至汽轮机其他运行部分，以此保证汽轮机组整体的运行效率[2]。
（四）汽流激振故障及解决对策
电厂汽轮机运行汽流激振故障集中表现为振动曲线异常。高温高压气体流经汽轮机叶片、推动转子运转中除因蒸汽膨胀产生对中高压转子的转矩之外，还会产生轴向力，轴向力的方向一般由高压转子指向中压转子，可能会导致高中压转子受力不均匀，进而诱发汽流激振故障。为解除该故障，在汽轮机运行前需校验转子动平衡，保证转子中心与旋转中心处于同一直线上。同时，全面、全过程记录满负荷情况下汽轮机转子的振动数据。绘制转子振动曲线，从中总结转子振动规律，预测不同负荷、蒸汽参数下转子汽流激振故障发生的关键节点或周期，以此为依据制定转子检查、故障诊断阶段性计划，做到防患于未然。
（五）真空下降故障及解决对策
汽轮机运行过程中，转动部位构件、部件相互摩擦产生热能，如果养护工作不到位便会导致凝汽器真空下降，加大汽轮机运行的热能消耗。真空下降故障的表现多种多样，需根据不同表现形式采取故障处理措施;其一，针对循环水中断表现，需立即启动备用循环水泵，如无备用水泵需卸除汽轮机运行负荷，清理循环系统堵塞;其二针对凝结泵运行效率较低问题，可适当加大入口过滤网，降低凝结泵高度;其三，针对凝汽器满水问题，需打开水位调节阀排除多余水体。
三、结束语
汽轮机是电厂发电系统中的关键组成部分之一，常见的故障包括油膜振荡、转子热弯曲、摩擦振动、汽流激振及真空下降。在解除故障中需根据实际的故障表现、故障类型采取差异化排障措施，并树立预防为主的基本理念，切实保证汽轮机运行效率。
参考文献
[1]黄利明.电厂汽轮机运行中的故障及其处理对策探析[J].现代工业经济和信息化，2021，11（04）：138-139.
[2]陈明付.电厂汽轮机运行中的常见故障及应对策略研究[J].科技创新与应用，2020，{4}（36）：99-100.