汽机缺陷分析与处理

6MW余热电站汽轮机缺陷原因分析及处理
1．故障现象
我公司综合利用焦炉剩余煤气余热发电站，采用洛阳发电设备厂生产的汽轮机，型号：N6-3.34。

从2007年6月并网发电至今的7年运行时间当中，汽轮机出现的主要故障现象为以下三个方面：（1）汽轮机的振动偏高；(2)真空度相对较低；（3）调速系统不稳定;
2.故障分析
2.1汽轮机的振动偏高
振动是一种周期性的反复运动。

处在高速旋转下的汽轮发电机组，在正常运行中总是存在着不同程度和方向的振动。

对于振动，我们希望它愈小愈好。

不同转速机组的振动允许值不同，凡是在允许范围内的振动，对设备的危害不大，因而是允许的。

超出允许范围，就会对设备造成伤害。

而本机组在运行中最高振动超过85um,最低振动时也在50um以上，超出了汽轮机振动的允许范围50um以下。

汽轮机振动过高直接威胁着机组的安全运行，因此，在机组出现过高振动时，就应及时找出引起振动的原因，并予以消除，绝不允许在强烈振动的情况下让机组继续运行。

汽轮发电机组的振动是一个比较复杂的问题，造成振动的原
因很多，为找出汽轮机振动大的原因，我们曾通过做试验方法来查找汽振动大的原因：
1）励磁电流试验
目的在于判断振动是否是由于电气方面的原因引起的，以及是由电气方面的哪些原因引起的。

2）转速试验
目的在于判断振动和转子质量不平衡的关系，同时可找出转子的临界转速和工作转速接近的程度。

3）负荷试验
目的在于判断振动和机组中心，热膨胀，转子质量不平衡的关系，判断传递力矩的部件是否有缺陷。

4）轴承润滑油膜试验
目的在于判断振动是否是由于油膜不稳，油膜被破坏和轴瓦紧力不当所引起的。

5）真空试验
目的是判断振动是否是由于真空变化后机组中心在垂直方向发生变化引起的。

6）机组外部特性试验，实际上就是在振动值比较大的情况下测量机组振动的分布情况，根据振动分布情况分析判断不正常的部位。

2.1.1汽轮机振动是一个多方面的综合因素，通过以上实验对振动过高的原因分析如下：
1)通过汽轮机的转速实验，在开机，暖机过程中，每一个阶段都有振动偏高的现象，特别是过临界转速时有较高的峰值（70um）振动出现，因此判断气机转子的动平衡存在一定问题，如果转子的平衡度越好，那么汽机的基础振动就越低。

2)通过带负荷实验，汽轮机在升负荷的每一个阶段都出现振动不断变化的现象，由此判断，汽轮机的滑销系统膨胀出现问题，汽机中心间隙过大。

3）通过汽轮机真空试验，汽轮机在真空变化过大的情况下，汽轮机的振动会随真空的下降有所上升（汽轮机真空试验局限于在规定范围内的真空变化），判断汽轮机由于长时间运行在规定真空的低限，由于排气温度相对在规定范围内偏高，机组的低压缸热膨胀温度相对偏高，转子运行产生一定偏移而对转子振动产生一定影响。

4）通过我们对开机过程当中振动的测量和记录，并对测量记录进行分析比对，在未带负荷时通常随着汽机转速的不断升高，汽轮机呈现3#轴瓦振动偏低，1#轴瓦振动偏高的现象，在汽轮机接带负荷后通常是3#轴瓦振动偏高，那1#轴瓦就会振动偏低；或者三个轴瓦的振动维持在一个相对平衡的状态，但三者也都在50um以上。

由此判断可能是汽轮机的转子中心与发电机转子中心间隙过大，由于本机组出厂时设备自身缺陷，在安装过程中通过测量下缸盖水平度发现下缸盖机头方向往上翘，汽机下缸盖在安装时滑销系统的机座有一定的不平衡，造成3#轴瓦
在负荷越高的情况下，机座整体往上翘，为平衡振动，通常都以稍稍紧固尾部机座螺丝来处理。

5）处理方法
在机组揭盖检修时，对发电机和汽轮机中心进行调校;同时检查轴瓦质量，对不符合要求的轴瓦进行更换、刮瓦处理；检查前后高低压汽封磨损情况，对不符合要求的进行更换，以保证汽机真空度；检查各级隔板汽封是否卡涩和磨损严重，对不符合要求的进行更换，以保证气流在各级中流速平衡；对机组基础机座的滑销系统进行检查；对汽轮机油系统检查清洗及更换油脂，对调速系统的缸体活塞进行检查更换。

2.1.2为防止机机组在开机和运行中出现不正常的振动，特制定有以下措施：
2.1.2.1机组启动升速和接带负荷
1）加强汽轮机疏水操作，避免使蒸汽带水造成汽轮机水冲击；
2）适当延长暖机时间，避免汽轮机由于热膨胀不到位而引起震动过大；
3）防止升速过快或加负荷过快而引起的汽轮机振动急剧增高；
2.1.2.2运行及停机：
1）控制润滑油温，防止温度过高或过低引起振动变化过大；及时调整润滑油压，防止油压下降影响了轴承油膜的形成；
2）防止主蒸汽温度过高或过低引起的振动过大，主蒸汽温度
过高会引起汽缸不正常的热膨胀和热变形而振动增高；主蒸汽温度过低使湿蒸汽进入汽轮机，形成了水冲击，危害汽轮机；
3）防止真空降低，排气温度升高，使汽缸发生异常膨胀；
4）做好汽轮机保温工作，不让汽轮机受穿堂风及冷空气气流影响，使汽缸向单侧膨胀；
5）严密监视汽轮机震动变化，定期或不定期对汽轮机本体进行巡查，发行汽轮机震动波动大，根据汽轮机各种参数判断是否正常，如汽缸内出现异响应立即采取停机措施；
6）加强汽轮机停机后盘车，防止转子残存有较大的弯曲值，启动后注意延长暖机时间消除转子弯曲。

2.2真空度相对较低
汽轮机的凝汽设备压力升高，在汽轮机运行中是较常碰见的。

汽轮机凝气设备的压力升高不仅会使机组的效率降低，还常常迫使机组降低负荷处理，甚至造成机组停机事故。

我公司机组真空从这七年来看真空最高时也就在88kpa，而其它地方的同样机组普遍真空在90kpa以上。

2.2.1导致引起真空下降的原因很多，它们的特征和处理方法均不同，我们在运行中通过以下一些措施来解决真空度低的问题：1）防止循环水中断，在运行中不断检查循环水量、温度的变化，以确保由于循环水量不足而导致真空降低;
2）确保凝结水水量均衡正常，水温正常，对抽气器铜管进行良好冷却，提高抽气器效率;
3）控制调整好汽轮机轴封送汽，确保在运行中真空的密闭性良好;
4)利用检修时间对循环系统中的冷凝器铜管进行检查，并对铜管内在运行中遗留下的淤泥等杂质进行清理，以达到更好的换热效果。

对循环水池进行彻底清洗及循环水的更换，以此达到在运行中保证水温相对较低，对冷凝器铜管起到更好的冷却作用，降低排气温度，以此保证真空;
5)在汽机每次大中修后，做好汽机的真空严密性试验，以此保证汽机本体及真空系统管道有较高的严密性;
6)定期对两级抽气器进行检修，检查和更换抽气器铜管，更换抽气器底座垫片，以保证抽气器一段与二段抽气之间密封良好，不出现窜汽现象，从而提高抽气器工作效率。

通过我们采取措施后对真空系统的改善情况来看，造成真空相对偏低的原因不是某个单台设备造成的，而是各台设备工作效率轻微不到位，而集中反映在了真空度上。

2.3调速系统不稳定
2.3.1本机组调速系统工作失常，主要表现在汽轮机在运行中会出现甩负荷的情况，负荷变化最大时可达1000KW以上，给操作人员的操作带来风险。

经分析造成甩负荷的原因，可能是在运行中轴瓦长期磨损脱落的乌金经回油管道进入油箱，通过主油泵循环供给到调速系统缸体内影响调速系统活塞的正常工作，造成调速系统动作不灵敏，达不到根据进汽自动调节进汽量的目
的，而导致负荷波动；也可能是油路堵塞、泄露等原因。

2.3.2处理方法及控制方法
1）在每次中修或停机时间较长时都对油箱、管路进行清理；对调速系统进行清洗，检查更换活塞；
2）滤油机加强对汽轮机润滑油的过滤，防止由于汽轮机油内含杂质；
3）对汽轮机回油滤油器滤网进行清洗检查和更换；
4）要求操作人员做好调速系统控制，找准一个控制区域，稳定锅炉压力，尽量少调整负荷来达到调速系统的基本稳定。

3结论
通过对汽轮机以上三个方面的故障及原因分析和处理，维持了我公司汽轮机的正常运行。

针对这类老式机组，安保系统自动化程度低，丢负荷是很可怕的，极易造成安全事故，务必高度重视。