汽轮机常见故障分析及措施

专科毕业论文题目:CC60-8.83/3.9/1.2汽轮机常见故障分析及措施学院：内蒙古农业大学专业：热能动力设备与动力姓名：王建新学号：指导教师：职称：论文提交日期：2011年6月目录0、前言1、汽轮机原理简介2、CC60-8.83/3.9/1.2汽轮机概述3、CC60-8.83/3.9/1.2汽轮机常见故障及处理措施3.1、不正常振动3.2、转子轴向位移过大及汽轮机水冲击3.3、油系统故障及排除3.4、调节保安系统故障及排除3.5、凝汽系统故障及排除4、结语5、参考文献6、附录6.1、图0-0642-7238-00，汽轮机蒸汽疏水系统图6.2、图0-0640-7238-00，汽轮机润滑油系统图6.3、图0-0641-7238-00，汽轮机调节系统图前言CC60-8.83/3.9/1.2汽轮机常见故障分析及措施摘要：本文对蒸汽轮机的原理及CC60-8.83/3.9/1.2汽轮机进行简单介绍，重点分析了CC60-8.83/3.9/1.2汽轮机运行过程中常见的故障，提出了解决措施。

关键词：汽轮机故障分析措施一、汽轮机原理简介汽轮机是用蒸汽做功的一种旋转式热力原动机，具有功率大、效率高、结构简单、易损件少，运行安全可靠，调速方便、振动小、噪音小、防爆等优点。

主要用于驱动发电机、压缩机、给水泵等，在炼油厂还可以充分利用炼油过程的余热生产蒸汽作为机泵的动力，这样可以综合利用热能。

一列喷嘴叶栅和其后面相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元称为汽轮机的级，它是蒸汽进行能量转换的基本单元。

蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程，是先将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能，然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功。

具有一定温度和压力的蒸汽先在固定不动的喷嘴流道中进行膨胀加速，蒸汽的压力、温度降低，速度增加，将蒸汽所携带的部分热能转变为蒸汽的动能。

从喷嘴叶栅喷出的高速汽流，以一定的方向进入装在叶轮上的动叶栅，在动叶流道中继续膨胀，改变汽流速度的方向和大小，对动叶栅产生作用力，推动叶轮旋转作功，通过汽轮机轴对外输出机械功，完成动能到机械功的转换。

排汽离开汽轮机后进入凝汽器，凝汽器内流入由循环水泵提供的冷却工质，将汽轮机乏汽凝结为水。

由于蒸汽凝结为水时，体积骤然缩小，从而在原来被蒸汽充满的凝汽器封闭空间中形成真空。

为保持所形成的真空，抽气器则不断的将漏入凝汽器内的空气抽出，以防不凝结气体在凝汽器内积聚，使凝汽器内压力升高。

集中在凝汽器底部及热井中的凝结水，通过凝结水泵送往除氧器作为锅炉给水循环使用。

只有一列喷嘴和一列动叶片组成的汽轮机叫单级汽轮机。

由几个单级串联起来叫多级汽轮机。

由于高压蒸汽一次降压后汽流速度极高，因而叶轮转速极高，将超过目前材料允许的强度。

因此采用压力分级法，每次在喷嘴中压力降都不大，因而汽流速度也不高，高压蒸汽经多级叶轮后能量既充分得到利用而叶轮转速也不超过材料强度许可范围。

这就是采用多级汽轮机的原因。

汽轮机包括汽轮机本体、调节保安装臵及辅助设备三大部分。

二、CC60-8.83/3.9/1.2汽轮机概述CC60-8.83/3.9/1.2汽轮机为单缸抽凝式汽轮机，用于中国石化青岛炼油化工有限责任公司青岛大炼油工程2×60MW 汽轮发电机组。

汽轮机技术参数为：进汽压力8.83MPa(a)，进汽温度535 ℃，进汽流量314 t/h，一级抽汽参数：3.9 MPa(a)，抽汽量125 t/h，二级抽汽参数：1.2 MPa(a)，抽汽量16 t/h，排汽压力0.009 MPa(a)，机组转速3000r/min，汽轮机输出功率60000kW。

汽轮机蒸汽疏水系统见0-0642-7238-00汽轮机润滑油系统见0-0640-7238-00汽轮机调节系统见0-0641-7238-00根据汽轮机布臵图，汽轮机安装在机房内标高9 m 的基础平台上。

冷却面积为4000 m2的表面式凝汽器横向布臵在汽轮机下方，凝汽器与汽轮机排汽口之间用排汽接管相连，排汽接管上有金属波形膨胀节以补偿排汽口与凝汽器的相对位移。

排汽接管出厂时高度尺寸留有裕量，在汽轮机、凝汽器安装就位后，按实测将排汽接管高度修正到所需尺寸，而后与凝汽器进汽口按要求对焊。

新蒸汽管道从汽轮机两侧下方接至速关阀，新蒸汽经速关阀、高压调节汽阀进入汽轮机通流部分。

蒸汽在第一膨胀段作功后，一部分从外缸下部的一级抽汽口引出，输至装臵中压蒸汽管网，未抽出的蒸汽经中压调节汽阀进入第二膨胀段继续作功，蒸汽在第二膨胀段作功后，一部分从外缸下部的二级抽汽口引出，输至装臵低压蒸汽管网，未抽出的蒸汽继续作功，在压力降至排汽压力后进入凝汽器。

在抽汽管路上配臵有抽汽速关止回阀和安全阀, 在二级抽汽管路还配臵有气动调节阀。

进入凝汽器的排汽经与循环水热交换生成凝结水汇集在热井中，凝结水由凝结水泵输送到锅炉给水系统，为保证凝汽器安全、经济地运行，除装有液位指示器外，还配臵有液位变送器、液位开关及液位调节阀。

为防止超压，凝汽器上装有安全膜板。

为保持凝汽器中蒸汽凝结时建立的真空和良好的换热效果，由射水抽气器将漏入凝汽器的空气（包括未凝蒸汽）不断抽出。

为防止汽缸前汽封处高温蒸汽漏入轴承箱造成轴承温度升高及润滑油中带水；防止后汽封处空气漏入排缸而使真空恶化，汽轮机采用了封闭式汽封系统，主要由气动汽封压力调节器以及管道、阀门等组成。

汽轮机的疏水有三种不同方式：速关阀阀杆第一级漏汽接至封汽系统；调节汽阀后蒸汽管道疏水、调节汽阀后蒸汽管道疏水、前缸疏水、汽缸疏水、封汽管路疏水、后缸疏水、平衡管疏水、抽汽管路疏水、抽汽速关阀阀杆疏水、汽封冷却器疏水到疏水膨胀箱，疏水膨胀箱的积水排至凝汽器热井，汽侧与凝汽器喉部相连通；其它疏水由阀门排地沟。

汽轮机调节及润滑系统用油由供油装臵提供，汽轮机油粘度等级VG46（ISO）。

供油分两路分别接到汽轮机润滑油、调节油总管。

0.25 Mpa 的润滑油由各分管路供给汽轮机前、后径向轴承，推力轴承和发电机的前后轴承等，轴承进油管上有可调节流阀和压力表以适应各分管不同用油量的需求。

润滑油过滤精度25μm ，正常进油温度45℃，用油量43 m3/h。

调节油总管油压0.85 Mpa，过滤精度10μm ，正常油量21 m3/h，瞬时最大用油量70 m3/h，为减少因用油量变化而引起的油压波动，在调节油管路上装设有1 只63L 的囊式液压蓄能器。

调节系统主要有转速传感器、抽汽压力信号、转速控制系统ITCC、电液转换器、油动机和调节汽阀组成。

ITCC 同时接收三个转速传感器变送的汽轮机转速信号及抽汽压力信号，将接收到的信号与设定值进行比较后输出执行信号(4～20mA 电流)，再经电液转换器转换成二次油压(1.5bar～4.5bar)，二次油压通过油动机操纵调节汽阀。

三、CC60-8.83/3.9/1.2汽轮机常见故障及处理措施（一）、不正常振动汽轮机是高速旋转机械，因此运行中总是存在不同程度、方向的振动，凡是限定范围内的振动不会对设备造成危害，是允许的。

但由于各种原因，机组运行过程尤其在试运行时会出现振动异常，固然产生不正常振动的原因很多，振动异常大多是安装不合要求及运行维护不当引起的。

由于汽轮机转子在厂内进行了高速动平衡，并经空负荷运转合格后出厂，所以除进行了修理、更换过零件或已产生永久弯曲变形的转子外，一般汽轮机转子无须复校动平衡。

汽轮机和机组起动、运行过程出现振动异常，主要从上述两方面查找原因，根据振动特征借助频谱仪或其它实时分析器进行测试、分析，判明原因并加以解决。

1、安装或检修质量不良1.1 二次灌浆浇注质量不好，支座（底盘）与基础贴合不紧密；地脚螺栓松动；基础不均匀下沉。

汽轮机起动后，随着升速站在机旁就能感觉到基础与汽轮机一起振动，轴振动振幅变化不明显，振动信号中有低频分量，轴承座壳体振幅明显增大，振幅不稳定。

这种情况最好的解决办法是重新安装。

1.2 管道1.2.1 蒸汽管路：法兰接口明显错位强制连接或管路布臵不合理，作用在汽轮机上的力和力矩超过允许值。

振动异常时特征是：振动与汽轮机热状态有关，达到一定负荷（温度）振幅明显增大，振动频率与转速合拍，振动信号中有低频分量。

在汽轮机前、后部位检测轴及轴承座的振动，前部振动大很可能是进汽管路有问题；后部振动大，大多是排汽管路问题所致。

处理措施：管道按要求重新装接或调整管路支吊架。

1.2.2 主油泵进、出油管道：法兰接口严重错位强制连接，管道的干扰力使汽轮机振动不正常，随着转速升高，前轴承座壳体振动明显增大，振动信号中有低频分量。

处理措施：按要求重新装按管道。

1.3 汽轮机滑销系统装配、调整不当：汽轮机起动、运行时热膨胀受阻，致使转子与汽缸、轴承座的对中被破坏而引起振动，振动与汽轮机热状态有关，振动频率与转速合拍，在前、后轴承座三个方位测量振动，可判断哪个部位导向键卡涩。

处理措施：停机检查，重新调整导向件。

1.4 对中不好1.4.1 汽轮机转子与汽缸对中不好：汽轮机安装时若转子与汽缸找中不好，在汽轮机单机试车时就会出现振动异常，汽轮机起动过程中，随着转速和机内温度的升高，由于动、静体产生碰擦，在轴振动振幅增大的同时还伴有刺耳的尖叫声，振动信号中有高频分量，振动波形紊乱。

处理措施：停机后复校中心，修复或更换损坏的汽封。

1.4.2 汽轮机转子与被驱动机转子对中不好：汽轮机单机试车振动良好，机组试出现振动异常，如振动波形有二倍频谐波，大体上可判定振动是由转子对中不好所致，检测轴承座壳体振动，轴向振幅增大表明端面平行度超差；径向振幅增大通常是不同轴度偏差过大，不过往往是两者同时存在。

处理措施：停机，重新调整转子对中状态。

如由于外部原因，一时不允许校正对中值，可临时在转子的缸外辅助平衡面上进行不平衡校正，不过这只能是一种权宜之计，彻底的解决办法是在机组停机后，将转子对中调整到正确位臵并复校转子平衡状态。

1.4.3 冷态对中符合要求，运行时中心产生偏移：振动特征除与1.4.2 相同外还与机组热状态有关，凝汽式汽轮机排汽接管运行时温度高于安装时的环境温度，若安装时预拉量偏小，运行时排汽接管膨胀使汽轮机后轴承中心抬高，同时，运行时排缸内部处于真空状态，排汽缸在大气压力作用下使后轴承中心下移。

因此，由轴承中心位臵变化产生的振动与排汽温度，排汽真空度有关。

处理措施：停机后在盘车、轴封送汽尽可能保持真空的情况下，检测对中值，据此修正冷态对中值。

1.5 轴承：多油楔轴承的承载能力与油楔布臵方式有关，该公司汽轮机使用的四油楔轴承，正确的装配位臵是轴承中分面与轴承座中分面呈45°，这样运行时载荷正对油楔中心，现场安装时，如四油楔轴承未转45°，则致使轴承承载能力下降，运行时，机组达到某一负荷就出现振动突然增大，振动信号中有低于工频的涡动信号。