關于火電廠汽輪機故障分析方法與檢修的探討

王子龍

摘 要：當前各項社會活動中都對電力進行了不同程度的應用，人類社會已對電能產生依賴性，不論日常生活，還是企業生產辦公都離不開電能支持。目前我國電力工業以火電為主，火電廠占主導地位。在發電系統中汽輪機發揮著重要作用，是火電廠核心組成部分，若汽輪機出現故障問題，必然要對火電廠正常生產運營造成負面影響。但火電廠汽輪機運行環境復雜，在長期運行中出現故障問題在所難免。為提高維護效率，應采取合適的故障診斷分析方法，進行有效檢修，以降低故障率，避免因汽輪機故障問題影響火電廠正常生產。本文將針對火電廠汽輪機故障分析方法與檢修展開研究和分析，以確保汽輪機運行安全。

關鍵詞：火電廠；汽輪機；故障分析；分析與檢修

引言：汽輪機對火電廠的重要性毋庸置疑，是火電廠發電系統的核心組成部分，其運行狀態是否穩定對發電系統有直接影響，關乎火電廠正常安全。汽輪機結構復雜，運行環境特殊，所以故障率較高，且一旦復雜故障問題往往危害性大，甚至可能引起其他電力設備故障。為確保汽輪機運行安全性與穩定性，應提高汽輪機故障分析與檢修水平，降低故障率。因此，火電廠汽輪機管理與維護中應采取先進故障檢測技術，根據以往發生過的故障問題，積極總結和歸納檢修與維護經驗，從而提高汽輪機故障檢修水平和檢修有效性和針對性。

一、火電廠汽輪機特點和功能

目前我國電力工業以火電廠為主，其主要設備包括：發電機、汽輪機、鍋爐等等。其中汽輪機是發電系統核心設備，工作原理是將蒸汽的能量轉換為機械動能，驅動相關電力設備，所以汽輪機直接關系發電系統運行安全性和穩定性。汽輪機主要分為：轉動部分與固定部分[1]。其中轉動部分主要由：葉輪、主軸、轉子等組成；固定部分由：機座、氣缸、隔板、靜葉持環、汽缸、軸承等幾部分組成。根據其結構不同、汽缸數不同，性能會存在差異。根據結構差異可分為：多級汽輪機和單級汽輪機；根據汽缸數不同可分為：多缸汽輪機、雙缸汽輪機、單缸汽輪機。汽輪機在二十世紀初被應用到電力工業領域，成為推動電力工業發展的核心力量，五十年代便已出現大型汽輪機，現如今大部分火電廠都在應用汽輪機。但汽輪機內部結構復雜，運行環境特殊，通常在高溫高壓及高轉速的條件下工作，所以故障率較高，必須加強檢修，及時處理故障隱患問題。

二、火電廠汽輪機故障問題

通過前文對火電廠汽輪機特點和功能的分析，不難看出汽輪機對火電廠的重要性。但從分析中也可以知道汽輪機運行環境復雜，結構特殊，長期運行中難免會出現各類故障問題，且故障機理多變。例如：汽缸泄漏、壓氣機故障、漏油故障、起動系統故障、汽缸變形、汽缸密封性差、緊力不足等。如氣缸故障便會對汽輪機運行造成很大影響，汽缸是汽輪機的核心部件，其嚴密性和狀態直接影響汽輪機運行的安全性與經濟性。汽缸運行時受力狀態復雜，在各種應力的綜合作用下易變形，倘若汽缸出現變形、漏氣、溫度變化大、密封性下降等現象，便可能安全隱患問題。導致汽缸故障的原因有很多，如汽缸鑄造質量問題；暖缸方式不正確；啟動順序錯誤；停機檢修時打開保溫層過早；密封劑質量不好；螺栓緊力不足；螺栓材質不合格；螺栓緊固順序不正確等原因，都可能導致汽缸發生變形或漏氣。此外，漏油故障也是常見故障之一，由于震動與壓力作用或溫度變化過大等原因，都可能引起設備、管道、閥門出現泄漏問題，導致漏油故障發展。漏油不僅會增加汽輪機運行成本，更會帶來安全隱患問題。另外，裂紋滲漏故障也非常常見，是由于汽輪機運行中震動力及壓力過大，導致殼體薄弱部位出現裂紋滲漏引起。

三、火電廠汽輪機故障分析與檢修方法

通過前文分析可以知道汽輪機故障故障類型多種多樣，很多原因都可能引起故障的發生，且很多故障都會影響汽輪機運行安全，帶來安全隱患，甚至影響發電系統安全生產。例如：器管泄漏、根管堵塞、裂紋滲漏故障、漏油故障、滑環故障等?；h故障便易導致轉子損毀，帶來更大故障問題[2]。且很多故障隱患問題在汽輪機運行時難以發現，所以采取有效故障分析方法，進行有效檢修非常重要。在具體故障分析中，要結合汽輪機結構和運行特點，進行科學分析。如，機油含水量高易引起軸瓦故障，而出現這類故障時汽輪機的震動便會非常強烈，運行狀態不穩定。發現這類故障后，檢修中要注意查找漏水源頭，分析漏水原因，找到漏水原因后進行有效處理。但由于汽輪機運行環境復雜，漏水原因查找存在困難，漏水現象通常也不能夠得到有效解決。因此，應針對實際情況采取一些特殊處理手段。例如，加設脫水設備[3]。另一方面，調速馬達出現故障，通常是由同步器故障或電氣開關故障引起。如電氣開關故障便會導致調速馬達失靈。出現這類故障時應先切換手動操作模式，進行手動關閉，避免故障擴大，引起安全問題。然后，在依據相關制度與規定對操作開關序號進行認真核對，確定操作位置是否正確，分析故障點，進行檢修，并做故障處理記錄。這類故障處理記錄能為故障分析與評估，檢修經驗總結提供依據。且通過對這些故障處理記錄的分析，能找到故障規律，對故障問題作出更加準確的判斷，提高檢修效率，明確檢修方向，對故障率高的部件進行重點檢修，必須故障隱患不能被及時處理，避免汽輪機“帶病”運行。但傳統人工故障診斷分析模式，對檢修人員實踐經驗和技能水平都有很高要求，故障分析效率低，有效性差。因此，為提高汽輪機故障分析與檢修水平，應加強對現代化故障針對技術的應用，如：專家系統故障診斷技術、神經網絡故障診斷技術、故障聚類診斷技術、傳感故障診斷技術、混合智能故障診斷技術等等。專家系統故障診斷技術，故障診斷基于專家總結的故障預兆和規律，對故障問題進行識別和診斷，故障診斷速度快[4]。但故障診斷有效性由數據庫來決定，若出現的故障問題沒有被數據庫覆蓋，系統則不能進行有效故障識別。神經網絡故障診斷技術是目前最新型汽輪機故障診斷技術，診斷準確性和有效性高，基于人工神經網絡實現故障判斷，但故障診斷成本高，且系統開發時間長，人工神經需長時間訓練和故障信息累積。故障聚類診斷技術是目前較為常見技術手段，基于數學模型進行故障分析，以歷史故障參數為依據，通過求解“形相似”和“值相似”判斷故障。但該方法操作復雜性強，計算量大，不易操作。汽輪機故障分析與診斷及檢修，對汽輪機運行狀態有深遠影響，通過對這些現代化故障診斷技術的應用，能有效提高故障分析與檢修效率，降低故障率，避免安全問題的發生。

結束語：汽輪機是火電廠發電系統的核心設備，關系著發電系統運行安全性和穩定性，若汽輪機出現故障問題，必然影響火電廠正常生產。因此，火電廠應采取科學有效的故障診斷分析與檢修手段，對汽輪機故障進行有效診斷分析，采取有效故障檢修措施，排除故障。

參考文獻：

[1]楊繼全. 淺析火電廠汽輪機輔機常見故障及檢修方法[J]. 中國高新技術企業，2016，03：65-66.

[2]黎立政. 淺析火電廠汽輪機常見故障的發生原因及檢修方法[J].江南大學學報（自然科學版），2014，06：693-697.

[3]董曉峰. 基于RCM分析的智能化汽輪機組故障診斷系統研究[D].華北電力大學，2012，16（08）：129-136.

[4]馬小勇. 基于信息網絡集成分析的火電管理復雜體系研究[D].華北電力大學，2014，11（14）：132-135