汽轮机论文

汽轮机的原理及故障排除目录1、汽轮机原理简介2、不正常振动3、转子轴向位移过大及汽轮机水冲击4油系统故障及排除5、调节保安系统故障及排除6、凝汽系统故障及排除7、结束语8、参考文献9、附录9.1.42-7238-00，汽轮机蒸汽疏水系统图9,20-0640-7238-00，汽轮机润滑油系统图9,30-0641-7238-00，汽轮机调节系统图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。

二、不正常震动汽轮机运行存在不同程度、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置不合理，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置并复校转子平衡状态。

1.5 轴承：多油楔轴承的承载能力与油楔布置方式有关，该公司汽轮机使用的四油楔轴承，正确的装配位置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。

处理措施：按要求装配轴承。

1.6 汽轮机与被驱动机的轴向定位不符合要求，尤其在与汽轮机直联的发电机组中，若发电机动、静体轴向间隙小于汽轮机转子的轴向膨胀量，运行时，汽轮机转子膨胀推动发电机转子轴向移动，当发电机动、静部分碰擦时机组产生强烈振动并伴有巨大声响，造成设备损坏事故。

采取措施：机组安装时，正确定位，防患于未然。

2、运行操作2.1 轴承工作状态不良，如轴承润滑油量不足，油质不合格（乳化，油中有量气泡、杂质、水份等），油温过低，轴承间隙过大等造成轴承油膜不稳定，因油膜涡动而引起振动，振动时有时无，振动波形紊乱，振动频率与转速不合拍，振动伴有不正常声响。

处理措施：根据查明此原因作相应处理。

2.2改变负荷过程中产生振动大多与操作不当有关，如前次停机后未正常盘车，之后起动时又未充分暧机，如在升速时出现振动异常且在前、后汽封处能清楚听到金属磨擦声，那就表明转子已产生弯曲，这时应降低转速，等振动正常后，保持转速稳定（不得在禁止停留区域内）暧机～15 分钟后再升速，若重复3 次异常振动仍不能消除，那就只能停机，检查、修复转子。

运行中负荷变化速度过快时，会因受热件热胀不均匀产生变形而引起振动，如加负荷出现振动应立即减负荷或降速，稳定后按起动曲线给的负荷（或转速）变化率加负荷；减负荷出现振动，同理反向操作。

三、转子轴向位移过大及汽轮机水冲击在高参数，大容量汽轮发电机组中，轴位移和胀差是直接反映汽轮机动静间隙的两项最重要的技术参数，也是两项重要保护。

目前，由于许多机组的轴系机械安装零位和监测保护系统的电气零位不统一，经常发生检修后的机组因胀差、位移监测系统传感器的零位锁定不当，使该系统在机组启动后，测量误差较大，甚至无法正常监测和投入保护，只能停机处理。

因此，检修后机组的轴位移、胀差传感器的零位锁定是直接影响机组启动后，胀差、位移监测系统能否正确反映汽轮机组的动静间隙，从而可靠投入保护的一项重要工作。

机组运行时，引起汽轮机转子轴向位移增大的原因一般有：1、负荷或蒸汽流量增加；2、通流部分损坏；3、通流部分结垢严重；4、推力瓦块磨损；5、汽轮机水冲击；6、汽轮机排汽压力升高（凝汽式汽轮机为凝汽器真空降低）；7：水冲击是汽轮机的重大事故之一。

机组运行过程中，如汽温急骤降低，轴封处冒出白色蒸汽或溅出水滴；推力轴承温度上升或轴位移增大；振动异常，表明发生水冲击，必须立即紧急停机。

汽轮机发生水冲击大多是操作不当引起的，也有一些是因抽汽管路上止回阀关闭不严，管路中的水倒灌进入汽轮机所致。

机组运行时如出现锅炉满水或汽水共沸，使进入汽轮机的蒸汽带水，由于水滴流动速度低，撞击在动叶背弧产生制动作用使汽轮机出力显著降低；蒸汽带水使中片应力大为增加，会致使叶片断裂；机组振动异常，同时，蒸汽带水使蒸汽通流面积减少，引起推力急骤增加而危及推力轴承的安全。

为避免发生水冲击，在锅炉并炉时一定要注意蒸汽温度的变化，防止汽温过低；有不同汽源的汽轮机，在汽源切换时一定要充分注意疏水。

锅炉运行要注意保持蒸汽压力、温度符合规定。

汽轮机起动时，如进汽管路未充分疏水，蒸汽管路积水出现水锤现象时，管路、机组会产生强烈振动并伴有沉闷巨大的声响，这种情况汽轮机必须立即停机。

四、油系统故障及排除汽轮机必须设置油系统，其作用主要是供给机组各轴承润滑油，使轴颈和轴瓦之间形成油膜，以减少摩擦损失，同时带走由摩擦产生的热量和由转子传来的热量；供给动力驱动、调节系统和保安装置用油；供给油密封装置密封油以及大型机组的顶油装置用油。

供油系统必须在任何情况下都能保证可靠用油，否则会引起轴瓦乌金的损坏或熔化，影响动力控制，严重时会造成设备的损坏事故。

汽轮机组的油系统是由贮油箱、油泵、油冷却器、油过滤器、安全阀、止回阀、调压阀、控制阀以及高位油箱、蓄压器、油管路等组成。

油系统常见故障及排除方法有：1、压力油油压偏低1.1 压力油意外泄漏1.1.1 辅助油泵止回阀关闭不严，主油泵出油有一部分从该阀排放到油箱。

如主、辅油泵切换前油压正常，停下辅助油泵后油压降低，很有可能是止回阀泄漏所致；1.1.2 油泵选用容积泵的供油系统，泵出口溢流阀调整不当，泄放油量过大引起油压降低；1.1.3 配置有高位油箱的油系统，油箱进油阀调节不当，油箱溢流量偏大，使油压降低；1.1.4 装入油箱中的立式油泵，出油管连接法兰漏油，油泵出油有一部分喷入油箱。

1.2 电动油泵转向不对。

1.3 油箱油位过低，不仅油泵出口油压降低，而且油压波动。

1.4 系统配置缺陷主、辅油泵切换过程瞬时出现油压降低，或是机组稳定运行时油压正常，而当油动机大幅动作时油压下降甚至引起速关阀关闭。

在压力油或油动机动力油管路上装设蓄能器可避免出现油压大幅降低，有的机组虽配置有蓄能器，但由于充氮压力不符合要求等原因而不起作用。

1.5 机组正常用油量大于泵的额定流量，造成油压降低。

机组试运行时，主油泵投入工作后油压偏低，经检查证实油压偏低非上述原因所致，这时，在满足运行要求的前提下，先尝试尽可能减少系统用油量，如轴承进油、齿轮箱喷油等，如仍无明显改善，那就要考虑换泵：1.5.1 改用容量大的油泵；1.5.2 自带主油泵的汽轮机，条件允许时改变驱动组件齿轮速比，提高泵的运行转速。

五、调节安系统故障及排除汽轮机大多用作原动机驱动压缩机、机泵等，为了节约能源，汽轮机的效率都是根据在一定转速下进行设计。

当转速变化很大时，会使汽轮机严重地偏离设计工况，使效率降低。

为此需要将汽轮机稳定在一定转速，汽轮机控制调速系统的目的是为了满足这个要求。

它根据汽轮机的转矩和转速相应变化的关系，利用转速变化作为讯号来进行调节。

当转速有一个很小的变化时，调速系统能自动地改变汽轮机的进汽量，使汽轮机的功率和负荷相适应，从而使转速不发生很大的变化。

汽轮机的调速控制系统由起动装置、安全装置、保安装置、调速器、监视装置组成。

速关阀是水平安装在汽轮机汽缸的进汽管路上，由阀体、滤网和油缸等部分组成（见图1）。

速关阀是新蒸汽管网和汽轮机之间的主要关闭机构，在运行中当出现事故时，它能在最短时间内切断进入汽轮机的蒸汽。

阀体部分：新蒸汽经过蒸汽滤网阀锥，在这个阀锥中装有一只卸荷锥，由于它的面积相对阀锥要小得多，所以在速关阀开启时能够减少提升力。

在卸荷阀开启后，阀锥后的压差减小，容易被开启。

阀套中的衬套有一个轴向密封面，当速关阀全开后，阀杆和衬套之间就不会有漏汽，而阀门关闭时，阀杆和衬套之间的漏汽经排凝口排出。