汽轮机辅机振动分析及解决办法

白桦

摘要：汽轮机辅机是发电厂重要设备之一，由于汽轮机辅机在高温高压的环境下运行，使得整个系统对汽轮机辅机的要求很高，如果其发生故障，将影响发电机组的稳定性，致使发电机组不能正常运行。鉴于此，本文在概述了汽轮机辅机维修保养的重要性的基础上，对汽轮机辅机常见故障进行了研究，并提出了相应的检修方法，以供相关的工作人员参考借鉴。

        关键词：汽轮机辅机；常见故障；检修方法

       1、火电厂汽轮机辅机维护工作的重要性

         随着近年来国家经济的快速发展，人们对于电力输送的稳定性、安全性的要求日趋提高。现阶段，燃煤火力发电仍是我国电力供应结构中的重要组成部分，作为火电厂设备核心组成部分的汽轮机的运行质量成为保障供电稳定性、安全性的重要基础。机组运行过程中出现的重要辅机突发故障如若处理不当，会影响到汽轮主机的正常出力，继而对电厂的运行安全性与稳定性构成危害，威胁电网稳定，影响供电用户的用电体验，电厂的经济效益、社会效益皆会受到不同程度的损害。因此，火电厂的相关维护人员有必要针对一些常见的汽轮机辅机故障进行深入的研究分析和预判，当设备出现异常情况时能够及早做出相应的应对措施，有效避免一系列电力故障的出现，将事故影响降至最低，更好地保障汽轮机的正常运行，为用户提供可靠、稳定的电力供应。因此说汽轮机辅机的日常检修、维护工作在电厂运行过程中具有着相当重要的应用[1]。

        2、汽轮机辅机常见故障

        2.1调速系统摆动

        调速系统摆动是汽轮机辅机最常见的故障问题之一，也是故障问题最为明显的一种，从汽轮机辅机开启时，转子定速的时间开始逐步延长，但定速参数的准确性却在不断下降，工作人员需要花费大量时间进行设备参数调整和参数试验。然后在辅机运行过程中，主泵中油压数值会突然出现上下极值变化最后回复原值，变化时间长短不一，且同时高压调速气门门阀因为无法承受油压极端变化，自身跟随油压值变化产生振动，进而造成轴瓦结构被损坏。

        2.2机油系统故障

        汽轮机辅机出现机油系统故障问题的原因分为两种:一种是汽轮机需要通过“采集”锅炉中煤炭燃烧产生的热量与高温烟气，才能使得汽轮机开始运作产生电力能源，高温烟气中存在大量的煤粉灰容易在汽轮机轴颈部位置进行积累、结渣和团块，轻则该位置被堵塞，重则造成该位置被腐蚀破坏，机油系统直接瘫痪无法运行；而另一种是汽轮机组中压主汽门伺服阀门卡死以及伺服机构节流孔堵塞等，简单来说就是机油内部油压过大，造成其他结构位置偏移或者无法移动，汽轮机辅机无法正常运行或者缓慢运行，降低了汽轮机辅机的生产运行效率[2]。

        2.3辅机异常振动

        因受到摩擦、气流冲击和气温过热等因素的影响，会造成汽轮机辅机的异常震动故障出现。转子因温度过热导致变形的现象，跟蒸汽数值以及转子温度有关，在出现转子热变形现象后，有很大几率会导致汽轮机出现震动，当处于冷状态下，汽轮机启动定速时会造成异常震动故障，出现摩擦现象，从而形成漩涡和震动，当汽轮机辅机转子受温不均，就会出现弯曲现象。

        2.4凝汽器真空偏低

        凝汽器是降低汽轮机排气压力，从而提高汽轮机热效率、使蒸汽循环使用的重要部件，其包含了抽气装置、凝结水泵等。因此，凝汽器的排汽压力是否正常，直接影响到汽轮机的良好运行。环境温度升高会影响到循环水温温度，使蒸汽冷凝效果和凝汽器的吸热量受到影响，从而影响到排气压力，引起凝汽器真空偏低故障。当凝汽器真空度降低、排汽温度升高，就会导致凝汽器的震动故障，当震动幅度过大，就会影响到汽轮机的正常运行[3]。

3、汽轮机辅机常见故障的检修

        3.1调速系统摆动的检修

调速系统摆动的检修主要分为以下几点：首先，为了保障各个重要零件结构的完整性和清洁性，需要定期对其进行清洁和检查，特别是滤网和阀门，滤网容易出现物质堵塞，阀门容易被污渍和杂质腐蚀，对已经发生损坏和化的零件设备则立即进行更换，保障调速系统的安全稳定运行，并同时利用现代监控设备，基于实时跟进调速系统的运行情况以及调速系统摆动故障特点的基础上，提前制定相应的管理措施和应急方案，一旦监控设备发现问题，监控总系统便会在检修人员达到问题位置之前，先采取一定应急措施，有效控制故障问题，避免问题影响和破坏扩大化，在不影响汽轮机辅机正常运行的情况下，有效解决调速系统摆动故障问题，确保火力发电厂电力能源的正常供应[4]。
        3.2机油系统故障的检修
        因为汽轮机辅机中机油系统运行的特殊性质，造成其相较于其他部件，汽轮机辅机部件更容易积累各种污渍以及杂质，在腐蚀汽轮机运行结构的同时，也会影响汽轮机的正常电力能源生产，因此，清洁度成了机油系统故障检修方法的核心展开点，工作人员不仅需要将出现故障的零件结构进行拆卸和清洗，还需要将容易出现污渍积累的安全阀、油门阀以及疏油阀等重要阀门进行详细清理和检查，清理过程中注意不能只是用清水进行清洗，而是需要使用各种专业清洗剂和去油剂，以确保阀门整体的清洁度，而检查结构的重点是阀门是否存在过度磨损和破损情况，若是存在上述问题，需要及时进行维修、更替和更换，确保阀门能够发挥自身作用；另外，因为机油系统故障存在潜在性，则工作人员还需要定期对油箱、冷油器，甚至是油系统整体进行清洁清理，确保机油维护与修理系统能够顺利稳定运行[5]。

        3.3辅机异常振动的检修
        在汽轮机辅机的具体运行中，无法避免的会产生一些震动，而出现异常震动的原因相对较多。相关维修人员需要结合实际情况来采取相应的对策进行故障排查和维修故障。在汽轮机机组当中，如果相关的震动源是汽轮机的叶片，那么工作人员需要考虑是否由汽轮机辅机当中所产生的气流紊乱现象，导致其叶片的受力不够均匀。对此，工作人员需要对其运行参数进行调整，从而防止汽轮机辅机再次出现激荡震动。而如果是由于汽轮机辅机当中产生了机械摩擦，进而引起了异常震动，那么工作人员可以对碰膜情况进行观察，并通过将转速降低，观察气封齿碰膜对转子所产生的震动影响。如果异常震动现象消除，那么工作人员可以将转速适当增加并继续观察异常震动情况，一直到异常震动彻底消失，工作人员则可以将其恢复到正常速度进行运行。而如果汽轮机辅机所出现的异常震动没有得到消除，工作人员需要采取停机检查的方式，对其碰膜处进行有效的分析，并采取相应的对策进行处理和修复。
        3.4凝汽器真空偏低的检修
        当出现汽轮机辅机凝汽器故障时，故障原因主要包括抽气装置的出力不达标、汽轮机气封严密性降低、抽气系统的严密性降低、抽气借口密封性降低。因此，针对汽轮机辅机凝汽器的真空度降低故障，应对检修方式予以改善，目前，常用于汽轮机辅机凝汽器的检修方式主要是灌水检漏的方式，进而排查出凝汽器的故障位置。除此之外，还要加强对阀门、喷嘴、接管、轴封和法兰密封性的检查，加强对凝汽器的除垢工作，从而排除各个部件的故障位置。另外，当采用射水抽气器时，要同时对射水泵的出力状态进行检查，查看射水泵的射水流量是否达到目标要求。
        3.5汽轮机辅机凝汽器真空偏低及其检修
         凝汽器是汽轮机凝器设备的重要组成，包含凝结水泵、循环水泵以及抽气装置等部分。凝器设备通常保持高度真空的状态，从而使得汽轮机的蒸汽能够膨胀为较低的排气压力，以提升汽轮机的热效率，所以凝汽器的真空度将直接影响汽轮机的正常运行。真空度降低，排气温度会升高，机组会出现振动，降低凝汽器出现真空度下降的概率，并且温度越高影响越明显。综合来看，真空气密性、凝汽器结垢等都可能造成汽轮机凝汽器真空度偏低。而在火电厂汽轮机辅机的运行过程中，一般采用对真空系统停机以及喉部下凝汽器侧的灌水检漏方式相结合，同时将抽真空装置系统的各设备、接管、阀门、法兰密封性进行检查，以解决辅机凝汽器真空偏低的问题。值得注意的是，在实际运行过程中，要加强对汽轮机轴封、射汽抽汽器喷嘴等的定期检查和清理，找出机组中可能发生泄露的部分，以此提升抽气效率，定期对凝汽器进行化学除垢。如果采用的射水抽汽器，则需检查射水泵的出力情况，射水流量是否达到要求。真空系统真空度偏低一般可归纳为四点：一是抽气系统的严密性；二是汽轮机前后汽封的严密性；三是各抽汽接口的密封性；四是抽气装置的出力情况。以上四点需重点检查。

3.6汽轮机调速系统摆动及其检修
汽轮机的轴瓦振动频率是随着汽轮机组高压调速汽门运行出现的摆动幅度增加而加大的，调速系统的损坏会严重影响汽轮机组的安全运行，如果在机组运行过程中出现摆动并且阀门振动的频率很高就可能造成轴瓦的损坏。因此日常的维修保养要点就是：第一，保持滤网通畅，定期更换过滤器以及系统中相关的过滤器。第二，保证稳定的油压，注意检查储能器氮压的合格性。第三，定期对抗燃油进行取样检查，确保油质不出现问题。第四，滤油检查合格之后，要对电液伺服阀内的相关配件和电液伺服阀进行清洗和更换。第五，利用机组临时检修对调速汽门进行逐一检查，对于已经损坏的零件要及时更换，保证控制系统正常运行。如果在汽轮发电机运行过程中，高压调节汽阀或抽汽阀始终上下摆动不停，则需检查脉冲油或汽机的调节油是否有泄漏，油压是否偏低。如某30MW汽轮发电机组高压调节汽阀上下摆动不停且摆动弧度大，经研究及分析，发现脉冲油设计压力为0.9MPa，实际为0.8MPa，在错油门活塞上下油压不均衡，造成活塞不停的上下移动，从而使油动机上下移动，因而调节汽阀则上下移动。再分析脉冲油降低的原因为：汽轮机机头上下中分面在脉冲油位置处有油泄漏至回油，造成脉冲油偏低从而产生汽轮机运行时的摆动。处理方法是：在中分面加密封胶或加密封垫即可处理。因此，解决汽轮机调速系统摆动最根本方法就是：保证汽轮机油系统各参数必须在运行参数范围内运行，则汽轮机调速系统一般不会摆动。
4、结束语
        综上所述，火力发电厂想要保证电力能源生产效率与质量，便要重视对于汽轮机辅机设备的运行质量管控，基于对于其常见运行故障问题的详细分析基础上，有针对性采取相应的检修措施和改善措施，保障组件设备的清洁度、完整度，最大限度减少内外因素对于汽轮机辅机运行的影响，减少故障问题出现频率，从而促进电力行业的进一步发展。

        
        参考文献
       [1]张贵斌.火电厂汽轮机辅机常见故障及检修方法[J].民营科技，2018(09)：129-129.
        [2]马宝林.浅析火电厂汽轮机辅机常见故障及检修方法[J].科技创新导报，2018，15(08)：127-128.
        [3]孙景杨.火电厂汽轮机辅机常见故障及检修方法研究[J].科技创新导报，2017，14(23)：55-56+58.
        [4]黄玮.关于火电厂汽轮机辅机常见故障分析及检修方法略谈[J].科学技术创新，2016（33）：38~39.
         [5]张迪新.火电厂汽轮机辅机常见故障及检修方法分析探究[J].工程技术：全文版，2017（2）：279.