电厂汽轮机常见故障分析及处理对策研究

电厂汽轮机常见故障分析及处理对策研究

(新特能源股份有限公司新疆乌鲁木齐831100)

摘要:电厂中的汽轮机是比较容易出现故障的一种设备,相关工作人员要在日常工作时注意设备的管理,也要掌握一定程度上的故障诊断技术知识,在出现问题时,及时找到技术人员进行处理,遵循仔细严谨的原则,让汽轮机组尽快投入正常的使用。

关键词:汽轮机;常见故障;处理措施

引言

社会经济的发展和百姓的日常生活都离不开电力能源的供给,这就需要电力企业加强对设备隐患的排查和对故障问题的及时处理。对于电厂汽轮机的检修维护,应当懂得常见故障问题及其产生的原因,积极采取有效的处理措施,才能确保电厂汽轮机系统以及整个电力系统的稳定运行,为企业创造良好的经济效益和社会效益。

1汽轮机的组成和基本工作原理

汽轮机是一种较为精密的重型机械设备,通常在高温高压的蒸汽环境下进行高转速的工作,一般需要与蒸汽锅炉、凝汽器、加热器、发电机等组成成套的发电设备,各设备一同协调配合工作产生电力。汽轮机主要由静止部分和转动部分组成,静止部分包括汽缸、静叶栅、隔板、轴承、汽封等;转子则包括主轴、联轴器和叶轮、叶片等。

由锅炉产生的高温蒸汽首先进入高压缸和中压缸,在蒸汽热能的推动下,叶片、叶轮带动主轴转动,实现能量由蒸汽热能向机械动能的转化。汽轮机各转子由联轴器连接至发电机转子,同时将汽轮机扭矩传递给发电机,从而使发电机转子转动产生电能。

2汽轮机故障诊断技术概述

汽轮机是大型旋转机械,能够将高温、高压蒸汽具有的机械能转换成汽轮机转子旋转的机械能,然后驱动发电机进行发电。所以汽轮机在电厂的日常生产中占有十分重要的地位。由于各方面因素的影响,汽轮机在实际的运行中十分容易出现故障,所以研究分析汽轮机故障诊断技术是十分必要的。

研究分析汽轮机故障诊断技术只要有以下几个方面的意义:首先能够及时掌握设备状态,对设备运行异常及早发现并采取措施,减少故障发生的几率;第二是一旦发生故障能够记录相应的故障数据,对其进行研究并作为日后同类型事故处理的参考;第三是通过分析设备异常状态并采取适当措施,能够进行设备状态的及时调整,为汽轮机的维修提供科学依据;第四是通过机器数据能够更加了解机器性能,便于更好地改进设备设计,提高铲平质量;第五是通过汽轮机运行状态的变化了解机器设备的性能,便于对汽轮机的管理。

3电厂汽轮机常见的故障原因分析

3.1汽轮机异常振动的原因及处理措施

汽轮机的异常振动是汽轮机运行中一种比较常见的故障,造成汽轮机异常振动的原因也有很多,这也给故障的分析带来了一定的难度。汽轮机在高转速工作过程中,如果长时间承受较大的振动和压力,则会加剧设备各零部件的磨损消耗,降低其使用寿命,增加设备运行成本费用;严重的则会造成设备壳体的损坏,以致出现裂纹渗漏或沙眼渗漏的情况,导致设备无法正常工作,影响生产,同时也会给现场工作环境造成极大的安全隐患。因此,我们必须要对汽轮机的异常振动保持足够的警惕,当异常振动发生时,仔细观察判断,分析其原因,并及时采取有针对性的措施消除汽轮机的异常振动。汽轮机的异常振动主要是由以下几种情况引起的:一是转子变形引起的汽轮机异常振动。汽轮机转子长期处于高温环境下运行,且温度变化较为频繁,转子受热变形会使转子的振幅增加,相应的蒸汽参数、转子温度等也都会随之发生改变。由于转子的热应力的不同,使得转子在受热膨胀下的变形表现也会出现比较大的差异,继而在高速转动下导致汽轮机异常振动的发生。二是气流激振现象引起的异常振动。一些大型的汽轮机组拥有相对较长的叶片,气流在经过较长流道时会因气体不均匀膨胀而形成混乱的气流道,气流道的混乱加之汽轮机叶片受到的不均匀气流的冲击形成了强烈的气流激振,继而导致了汽轮机叶片的异常振动。三是因较大的摩擦而引起的汽轮机异常振动。汽轮机在长期的旋转工作中造成转子的变形,安装或维护过程中进入壳体内的一些杂质物等都会造成汽轮机磨损的加剧,长期的磨损会引起内部机械力的分布不均,继而导致汽轮机在转子高速转动情况下异常振动的产生。汽轮机异常振动问题的排除,首先应查清振动产生的原因。如果是因为转子变形而引起的需要及时更换转子;如果是因为气流激振引起的,则需要通过改变高压调速汽门,降低负荷率来消除气流激振;至于因摩擦而引起的振动则需要尽量消除产生摩擦的因素,加强轴承等部位的润滑,及时清理维护时留下的杂质物等,确保转子运转平顺。

3.2汽轮机转子不平衡的原因分析及处理

正常情况下,转子在高速转动下是处于一个动平衡状态的,这也保证了转子运转的稳定性。但在长期的使用下,转子会不可避免地发生一定的扭曲和变形,转轴也会出现一定程序的磨损,使得转子高速转动时的动平衡被打破。这种情况一方面会造成轴承磨损的加剧,另一方面也造成了主轴扭矩输出的不稳定,严重的还会影响到整个发电系统的正常运行。汽轮机在出厂和检修时,一般都会专门对转子的动平衡进行检测,因而也很少会出现因质量问题而造成的转子不平衡,而长期使用下转子的变形、转轴的摩擦等因素又是很难被控制的。汽轮机转子不平衡故障的排除,首先要进行振动状态测试实验,通过测试实验数据来获取轴系统不平衡的故障频谱图,掌握轴不平衡的详细数据,并据此分析和查找出转子不平衡的具体原因,然后通过动平衡实验来矫正转子,消除不平衡故障。

3.3油路系统故障的原因及处理

堵塞和渗漏是汽轮机油路系统的常见故障,究其原因,一方面是油品质量的原因,另一方面则是由于设备原因造成的。汽轮机长期处于高温、高压和连续工作的状态下,由于长时间受压力、温度变化以及介质腐蚀和机械振动的影响,油路管道、阀门等处很容易出现渗漏的问题。当油路出现堵塞或渗漏等情况时,会加剧汽轮机运转时轴颈的磨损,影响滤油器循环系统和汽轮机的正常运行。针对汽轮机油路系统产生堵塞和渗漏的原因,一是要加强对油品质量的把关,选择可靠的油品供应商长期合作,在油品运输、存储等环节要加强对油品质量的检测,同时采取必要的措施,保持油品质量的稳定。二是在日常的设备运行中,要注意检查汽轮机的运行情况,定期对进油阀、活塞卡、门杆等进行检查检修;对溢流阀的定值和冷却温度进行及时、合理的调节,保证压力符合要求。为了进一步消除油路堵塞的问题,还要根据设备的实际运行情况对油路系统,包括油箱、油泵、滤油器等进行及时清理,以避免因堵塞而造成的油路系统损坏。

结束语

目前我国发电的主要形式为汽轮机带动发电机进行发电,并且在可以预见的时期内还将是主要发电形式。在各种可再生能源发电类型中,生物质能电厂是最具有产业化和规模化前景的发电方式,其燃料来源广泛、可靠性高、持续性好,并且可以减少二氧化碳排放。但是不同于常规大型发电机组的汽轮机,应用于生物质能电厂的汽轮机有其自身特点的运行方式,所以也需要针对其自身情况来分析其典型振动故障,为汽轮机的安全运行提供各种数据支撑。

参考文献:

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