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汽轮机的故障分类及检修方法
摘　要：汽轮机结构复杂，可靠性、经济性和安全性是汽轮机的基本状态要求。汽轮机一旦启动，需要运转较长的时间，因此在运转期间遇到故障，维修的时间往往较短，如果得不到及时检修，将影响其使用效率和寿命周期。本文将对汽轮机的故障进行分类，然后确定故障的主要诊断方法，并对汽轮机的汽缸、转子、喷咀、隔板和隔板套等主要部件的检修工艺进行研究。
关键词：汽轮机　故障检修　故障诊断
一、汽轮机的故障分类
汽轮机的大部分故障会引起机组的振动异常，而通过对振动特征的细心观察，可以对故障进行分类：
1.普通的强迫振动特征有四个方面，一是汽轮机的质量不平衡，表现出振动平衡的故障特征；二是刚度下降，表现出结合面差别振动大的特征，一般发生在落地轴承上；三是共振，其转速在接近1600r/min的时候，轴承座的振动状态会出现急剧上升的特征；四是转子不对中，容易出现晃度较大的特征。
2.非定常的强迫振动，相比于普通强迫振动，其振动的幅度大小和相位都呈现不稳定特征，主要的故障特征表现为，一是汽缸出现膨胀不畅，表现出定速后轴承座振动逐渐增大的特征，而这一点与汽缸盖膨胀或者涨差不正常息息相关；二是联轴器螺栓出现松动，汽轮机本体出现晃动、振动和负荷等相关的故障特征；三是裂纹转子，本体的振幅和晃度经常性增大，失去了平衡状态；四是转子发生热弯曲，主要是由转子温度和振动引起的；五是励磁电流和振动的影响下，发电机出现热弯曲；六是中心孔进油，在转子温度上升幅度加大后，振动情况也随之加大，进油量可能越来越多；七是主轴与轴承出现动静摩擦，而且振动的波动有时候会出现发散，但与汽轮机的负荷没有关系，主要出现在检修之后。
3.自激振动，主要是因为汽轮机本身的运动所引起的振动，其故障特征一方面表现为汽缸盖膨胀或者胀差不正常引起的油膜振荡，另一方面是汽轮机高负荷状态下高压转子出现气流激振。
二、汽轮机故障的诊断方法
汽轮机的振动原因很多，但从机组的整体上看，振动往往都是由一个主要的故障引起的。故障的诊断，要从故障显示的一些特征入手，找出故障本身固有的特征，然后分析这些特征，找出故障的类型。故障的诊断方法如下：
1.收集振动特征和其他相关信息，振动的特征包括振动频率、振动的振幅与相位、振动与转速之间的关系、振动的趋势分析；其他相关信息包括机组机构信息、同行机组信息、运行情况记录、检修情况等。
2.在收集振动特征和其他相关信息之后，进行故障机理的分析，从而提取故障的频谱特征、趋势特征和其他相关特征，作为故障诊断的参考依据。
3.汽轮机故障诊断的原因是排除多发故障，尽量让诊断的方法简单可行。
三、汽轮机的主要部件检修
1.汽缸检修
汽缸就是汽轮机的外壳部分，分为上下的缸体，其内部包含转子、隔板和动静叶栅等部件，通过内部真空层阻止空气进入，提高汽轮机的安全性。关于汽缸的检修，分为以下几个步骤：（1）仪表的拆除，一方面是将化装板支架上连接螺丝拆卸掉，然后再保证支架、螺栓和压条完整性的情况下，吊去所有化装板，并保证化装板上喷漆不被损坏。另一方面是在化装板上标记装配序号，将零部件拆下之后，定点摆放，以便装配。（2）在汽缸上缸温度降到120℃之后，开始拆卸汽轮机的保温层，但要防止木屑和棉纱等易燃品掉入保温层当中。（3）将调速汽门上的三角架螺栓拆除，取出定位销，然后将三角架吊走，再进行汽缸水平和前后汽缸法兰螺栓的拆除，但要保证螺栓没有毛刺、弯曲、乱扣和蠕伸等现象。（4）为保证导杆的平滑，安装引导杆的时候，先在引导杆上涂抹透平油，再进行对角安装。另外要对汽缸结合面和汽缸变形情况进行检查，以及测量汽缸水平中分面的纵向水平。（5）在检修各个部件之后，进行汽轮机本体部分的组装，一方面对各项技术记录的完整性进行检查，另一方面是将气缸内各个配合面的空洞堵住，做好记录，并粘帖封条。
2.转子检修
转子式汽轮机的传动部位，其作用是利用喷咀的高温高压动能作用，转变成汽轮机轴的回转机械能，带动发电机的高速运转，进行发电。转子的检修流程包括：（1）首次标记转子的位置，将水平仪放置在轴颈的中部，然后记录下轴向水平的度数，然后将本次与上次的检修记录进行比较，确定测量轴颈扬度在一定的范围之内。（2）转子晃度的测量需要利用千分表，在保证千分表正常的情况下，观察测量读数和开始测量时的读数是否一致，若存在偏差，则要查明原因并重新测量。（3）动静叶间隙的测量，在汽缸结合面两边用契型塞尺测量动叶进口和静叶出口的间隙，并做好详细的记录工作。（4）将联轴器螺栓拆除，并吊出转子，首先要将联轴器的罩壳和紧钉螺栓拆除，其次是在放下联轴器端的方头螺钉之后，脱开发电机端和汽轮机端的联轴器止口，除了要控制两个止口之间的距离，还要对联轴器螺栓进行检查，防止出现裂纹。最后是清理动叶片、检查整修叶轮和叶片，以及检查轴颈和推力盘。
3.喷咀、隔板和隔板套的检修
喷咀安装于隔板和蒸汽进入汽缸内部的入口处，而隔板和隔板套安装在汽缸内部的支撑上，其检修方法如下：一方面是拆卸隔板、导叶环和喷嘴，隔板拆除的时候，先要拆除压板螺栓，再用起吊设备吊出隔板和个套版，并保持起吊的平缓；导叶环的拆除，拆除螺丝、压板后，将铆封部位铲除，然后吊起导叶环；喷嘴的拆除，只要将螺栓拆除，喷嘴组就能够吊出。另一方面是检查隔板、隔板静叶和隔板套的螺丝，清洗干净拆卸完毕的隔板，再用压缩空气吹干净其表面，但在清洗的时候，要避免静叶片和其他零部件受到损坏，同时检查是否存在裂纹和松动。
四、结束语
综上所述，汽轮机结构的复杂性，导致其故障维修的存在一定的难度，针对汽轮机的可靠性、经济性和安全性的状态要求，笔者认为汽轮机排除故障的时候，要尽量缩短维修时间，在对其故障分类的基础上，对症下药地采用具体的诊断方法，并加大汽轮机的汽缸、转子、喷咀、隔板和隔板套等主要部件的检修力度，提高汽轮机的使用效率和寿命周期。
参考文献
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