电站汽轮机通流部分故障分析

翟伟　夏慧

摘 要：电站汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，对其通流部分进行故障分析能有效保证电站汽轮机的使用安全与寿命。本文主要讨论对电站汽轮机通流部分故障分析，为保障其安全使用提供一些实操性的建议。

关键词：电站汽轮机；通流部分；故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.028

0 引言

电站汽轮机是大型高速的旋转机械，一旦发生故障，不仅会造成其自身设备零部件的损坏，还会对周围的环境设备埋下安全隐患，严重威胁人们的生命与财产的安全。有数据显示，对电站汽轮机通流部分进行有效故障分析诊断，设备事故将减少72%，相关的维修费用能降低30%左右[1]。因此，对电站汽轮机通流部分的故障分析是非常必要，且具有重要意义的。

1 电站汽轮机通流部分故障的特点

1.1 层次性

电站汽轮机的故障具有纵向性，即下一层次的故障必然会导致上一层次的故障，形成连锁反应，如当循环水泵出现故障，就会引发凝汽器真空下降，导致低压缸热膨胀变形，最终表现为机组运用失去平衡，无法正常运转。这一特点能够帮助找到电站汽轮机通流部分故障的根本问题，根据低层次的故障推断出高层次的故障并做好防范，通过高层次的故障反推出低层次故障，从而有效的解决问题的根源。

1.2 关联性

通流部分是一个完整、相关联的部分，当其中一个零部件出现问题，其周围相关的部件也会受到影响。该特点会扩大通流部分的故障，造成在同一层次出现多种故障。如当电站汽轮机发生水冲击时，推力轴承就会受到不同程度的损坏。

1.3 不及时性

通流部分发生故障不会立刻表现出来，而是要经过一段时间达到质变才会显现。这一特点能够帮助对故障的走向及发展趋势做出预判，最终起到有效预防故障进一步恶化的作用。根据电站汽轮机该特性，可以通过其他部件的失灵来观察通流部分是否存在故障，如通过监测其热力参数变化的速度，能有效判断出其故障的发展程度并进行处理。

1.4 不稳定性

因流通部分是一个整体，其中的零部件是相互关联的，因此其故障的影响因素较多，导致其具有了不稳定性。该特点增加了通流部分故障诊断分析的难度。如通流部分的循环水温出现问题，工作人员不仅要考虑其工作场地因素，还要注意到当时所处的天气气候对水温的影响。

2 电站汽轮机通流部分故障的分析

2.1 汽轮机结垢

电站汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，因此对水的质量要求较高，但由于汽轮机内没有专门的汽包用于水汽分离，致使在含盐类蒸汽时，盐分被析出并沉积在通流部分，导致汽轮机结垢[2]。在进行该故障分析时，要先确认结垢的具体位置，是否影响到其他部分，当确认无误后方可进行进一步的分析。

汽轮机结垢会造成通流部分的蒸汽流量减少，整体机组的输出压力就会降低；加大了通流部分内部零件的磨损，降低了汽轮机的整体效率；改变了通流部分中流体动力和能量的分布。当对其进行监测分析时，若出现机组负荷、主蒸汽流量、调节汽门开度及各级组相对的内部效率所需要的参数出现不正常的变化时，则需要考虑是否是汽轮机结垢，并进行排查。

2.2 通流部分发生腐蚀、磨损

因电站汽轮机中各锅炉管的膨胀系数不同，因此在运行过程中就会形成不同的温度，从而产生通流部分的不同零件之间的温度差，导致氧化皮剥落，并进入到其他零件部分造成腐蚀、磨损[3]。该故障会造成调节级的磨损，其表现形式为蒸汽参数与相关的压力数值没有明显变化，但负荷值与水流量会出现短时间的升高，锅炉管中的压力值也会慢慢的升高，但高压缸的工作效率却降低了。因此，在监测分析该故障时，要注意汽轮机给水量等数据的变化。

2.3 通流部分发生机械断落或脱落

通流部分发生机械断落或脱落大多数是因为其金属材料发生疲劳破坏所造成的，即其金属材料在变应力的作用下其中某点产生了永久性的结构破坏，致使在无数的循环使用后形成裂缝导致机械断落或脱落。该故障发生时，汽轮机会出现叶片断裂、静叶堵塞及喷嘴脱落。汽轮机通流部分中轴向位移的负向增大，调节级压力值会忽然升高，各缸排汽压力降低，高压缸的效率出现缓慢下降。所以，在监测分析该故障时，要关注各缸的排汽压力与温度、调节汽门开度、轴向位移的数据变化。

2.4 阀门门杆断裂或门芯脱落

阀门门杆断裂的原因多样，不仅与其自身的材质、加工工艺与结构有关，还受蒸汽管道的分布、阀座、型线等因素影响。该故障具体为高压调节汽门门杆断裂或门芯脱落及中压联合汽门门杆断裂或门芯脱落。该故障发生时，调节级输出的压力会突然下降、输出热蒸汽的管道压力会忽然升高、低压缸、高压缸的相对内效率降低及机组整体负荷降低后恢复到同负荷时整体的压力就会增大。在监测分析该故障时，要关注调节级后压力与各级组相对内效率的变化的情况。

3 结论

了解电站汽轮机通流部分故障的特点，才能更好的对其故障进行分析，以保证电站汽轮机的安全使用，防止事故发生。电站汽轮机通流部分故障主要有汽轮机结垢、通流部分发生腐蚀或磨损、通流部分发生机械断落或脱落及阀门门杆断裂或门芯脱落。当故障发生时，其相应的零部件或相关数据也会出现异常，所以只要对其进行有效的监测分析就能及时分析通流部分的故障。

参考文献：

[1]周昭滨，巫樟泉，张德轩，李蔚.汽轮机通流部分故障诊断方法研究综述与展望[J].电站系统工程，2014（03）：12-14.

[2]黄毅.汽轮机通流部分故障诊断方法分析[J].科技与创新，2014（24）：119-120.

[3]齐佶.汽轮机通流部分故障方法研究[J].信息化建设，2015（12）：277.