汽轮机常见故障分析及维修措施毕业论文.doc

ZHEJIANG WATER CONSERVANCY AND HYDROPOWER COLLEGE毕业论文题目： 汽轮机常见故障分析及维修措施 海宁市红宝热电有限公司汽轮机为例 系 （部）： 电气工程系 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 2011 年 05 月 10 日摘 要随着社会飞速地发展，热电厂在国民经济中扮演着越来越重要的角色。尤其是在这些年连续出现用电紧张的情况下，热电厂的作用就尤为明显了。一个热电厂由汽轮机、锅炉、化水、电气、输煤等部门组成，而汽轮机是其非常重要的一个环节。汽轮机的工作原理就是一个能量转换过程，即热能-动能-机械能。锅炉把具有一定温度、压力的蒸汽排入汽轮机内，依次流过一系列环形安装的喷嘴膨胀做功，将其热能转换成机械能，通过联轴器驱动发电机发电。膨胀做功后的蒸汽由汽轮机排汽部分排出，排汽至凝汽器凝结成水，再送至加热器、经给水送往锅炉加热成蒸汽，如此循环。同时，在汽轮机每日每夜毫无休息时间的工作下，故障也是其难以避免的。所以，为了提高热电厂的经济效益，如何减少热电厂汽轮机故障及故障应采取的维修措施就显得尤为重要了。关键词汽轮机；故障；分析；措施目 录摘 要2关键词2引言61 绪论62 汽轮机简介82.1 汽轮机静子部分简介82.2凝汽设备简介82.3抽气器简介92.4汽轮机调节系统的作用与基本要求93 C25-4.90/0.981/470汽轮机常见故障及处理措施103.1 不正常振动103.1.1 安装或检修质量不良103.1.2管道103.1.3汽轮机滑销系统装配、调整不当103.1.4 对中不好113.1.5 轴承113.1.6汽轮机与被驱动机的轴向定位不符合要求123.1.7 运行操作123.1.8发电机设备缺陷133.2转子轴向位移过大及汽轮机水冲击133.3 油系统故障及排除163.3.1压力油油压偏低163.3.2 主、辅油泵切换困难173.3.3 漏油183.3.4 油管路振动183.4 调节保安系统故障及排除183.4.1 速关阀开启不正常193.4.2速关阀油缸漏油（外泄漏）203.4.3 错油门滑阀故障213.4.4 二次油压高频振荡213.5 凝汽系统故障及排除214 总结25参考文献26引言本文首先就汽轮机的基本结构，基本原理及其历史发展过程作了简单的介绍与说明。以红宝热电厂为例，首先对其汽轮机结构，各种辅助设备和调节系统进行了简单的介绍，对其之前所出现的问题，今后可能会发生的故障及维修措施进行了深入的了解和研究，重点介绍了汽轮机的不正常震动，转子轴向位移过大及水冲击，油系统故障，调节保安系统故障和凝气系统故障。1 绪论汽轮机作为一种原动机，它是在18世纪末期出现的，尽管在此之前已有各种汽轮机的雏形，但从1890年瑞典工程师拉法尔制造出第一台功率仅有3.68KW的汽轮机起，至今已有100多年的历史，在这100随着时间的推移，汽轮机制造业发展速度越来越快，现在单机容量为1300MW的汽轮机已投入市场。1949年以前，中国没有汽轮机制造业，在火力发电厂中使用的汽轮机都是国外制造的。1949年以后，我国汽轮机制造业有了飞快的发展，不但有国内一流水平的上海、哈尔滨、东方汽轮机厂、而且还发展了具有一定规模的北京重型电机厂、武汉汽轮发电机厂、青岛汽轮机厂、南京汽轮发电机厂、杭州汽轮机厂、广州汽轮机厂等。国产第一台汽轮机是在上海汽轮机厂制造的，容量为6MW，于1956年4月在淮南发电厂投产。1958年，12MW及25MW的汽轮机，先后在重庆电厂及闸北电厂投产。此后，先后投产了单机容量为50、100、125、200MW的汽轮机，至1974年，300MW的汽轮机也在望亭发电厂投产，现在我国已设计，制造了600、900MW的汽轮机。汽轮机制造业之所以能够迅速的发展，是它较之蒸汽机和内燃机有突出的优点，首先是汽轮机的热效率高，主要是进入汽轮机的蒸汽的初参数-汽温、气压 目前以高达535到565°及16.0到24.5MPa，而凝汽式汽轮的排气压力又很低，一般为0.003MPa，凝汽式汽轮机组综合热效率可达80%其次汽轮机是连续工作的回转机械，它可以具有较大的功率。再次，汽轮机运行平稳，事故率相对较低，一般可维持3到4年大修一次，充分提高了设备的利用率。正因为汽轮机有这些优点，所以被广泛用于拖动机发电机、鼓风机、水泵以及用作船舶的动力机械。2 汽轮机简介汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机。依其做功原理的不同，可分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机。汽轮机制造业之所以能够迅速的发展，是因为它较之蒸汽机和内燃机有突出的优点，首先是内效率高，其次是汽轮机是连续工作的回转机械，它可以具有较大的功率，再次，汽轮机运行平稳，事故率较低，充分提高了设备的利用率。 现在我们电厂有3台汽轮机，其中2#暂时停着。其中1#是冲动调整抽凝式机组，具有高低压复速级，9个压力级，额定功率12000KW，工作转速3000r|min，进气压力4.9Mpa，抽汽压力0.981Mpa。3#为冲动式汽轮机，额定功率为25000KW，额定转速为3000r|min，进气压力为4.9Mpa，抽汽压力为0.981Mpa。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。2.1 汽轮机静子部分简介汽轮机静子部分结构有汽缸，隔板和喷嘴组，轴封及隔板汽封和轴承。汽轮机的汽缸是用来调节汽室及喷嘴，隔板，轴封，滑销等连成一体，与汽轮机转子组成通气部分，从而保证蒸汽在汽轮机内做功过程的基础部件。中小型汽轮机都是单层汽缸，整体成圆柱形，由中分面将汽缸分为上下两部分。上部分叫上汽缸，下部分叫下汽缸。 就每台汽轮机的滑销系统而言，都有一个，不管汽轮机的汽缸怎么向前后左右膨胀，这个点的相对位置却不变，这个点叫做汽缸膨胀的死点。在冲动式汽轮机中蒸汽热能转变为动能的过程是在喷嘴中发生的。汽轮机汽缸中的隔板是由隔板外缘，喷嘴隔板体构成的圆型板状组合件。汽轮机的隔板按制造方法分，可分为铸造隔板，焊接隔板，组合式隔板三种。轴承按其受力方式可分为支持轴承和推力轴承两种2.2凝汽设备简介凝汽设备的作用是增大凝汽在汽轮机中的理想焓降，提高机组的循环热效率。另一个作用是将排气凝结为水，以回收工质，重新送回锅炉作为给水使用。现代发电厂的凝汽设备是由表面式凝汽器，循环水泵，凝结水泵，抽气器等组成的。把这些设备用管道和附件连接起来的汽水系统，称为凝结水系统。凝汽器运行状况好坏的标志，主要表现在以下三个方面 1.能否达到最有利的真空 2.宁否保证凝结水的品质合格 3.凝结水的过冷度能否保持最低。2.3抽气器简介抽气器的作用是将漏入凝汽器内的空气和蒸汽中所含的不凝结气体连续不断地抽出，保持凝汽器始终在高度真空下运行。抽气器运行状况的优劣，影响着凝汽器内绝对压力的大小，对机组的安全，经济运行起着重要作用。在各类火力发电厂中，常用的抽气器主要有射汽抽气器和射水抽气器两种。2.4汽轮机调节系统的作用与基本要求不论是发电厂还是热电厂，它们提供的电能和热能是不能储存的，其生产特点是产，供，销一次完成，没有产品的库存。而热电用户要根据对能量的需求，不断改变热或点的用量，这样就会造成供需间的不平衡。为了保证向用户每时每刻都提供合格的电能和热能，就必须保证电力系统的电压，频率以及热网供气压力的稳定。同时在电网或热网出现故障时，又要能保证机组的自身安全。汽轮机的调节系统，就是为了满足这些要求而设置的。汽轮机调节系统的基本要求是，1.在正常参数下，当主汽阀全开时，调节系统应能维持机组在额定转速下温度地运行 2.机组运行中负荷的摆动，应在允许范围内 3.在设计范围内，机组能在高频率，低参数情况下带满负荷，供热机组能达到供气出力，且气压波动应在允许范围内 4.当机组甩负荷至零时，调节系统应能将机组转速控制在危机保安器动作转速以内。汽轮机包括汽轮机本体、调节保安装置及辅助设备三大部分。3 C25-4.90/0.981/470汽轮机常见故障及处理措施3.1 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。3.1.1 安装或检修质量不良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。3.1.2管道蒸汽管路：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。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。3.1.3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。3.1.4 对中不好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。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。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，由轴承中心位置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。3.1.5 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。3.1.6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。3.1.7 运行操作轴承工作状态不良，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。蒸汽中带水，进汽温度急骤下降，形成水冲击，机组强烈振动并伴有沉闷的轰鸣声。处理措施：立即停机，进、排汽管路彻底疏水，锅炉加强运行监视。蒸汽品质不良，通流部分结垢、腐蚀，因转子动平衡受到破坏而引起振动，这种原因引起的振动，除非叶片断落，一般不会是突发性的，振动随运行时常延长而逐渐增大，振动频率与转速合拍。处理措施：叶片结垢程度可从推力轴承温度，调节级后压力的变化作出判断，如有必要及时清洗或大修时清除。凝汽式汽轮机真空降低使排汽温度升高，转子热态对中改变引起振动，往往是汽轮机后端振动增大明显，振动频率与转速合拍。处理措施：减负荷、提高真空，振动正常后恢复到原有运行工况。机组在起动、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。3.1.8发电机设备缺陷发电机组提升电压时机组发生振动，除去发电机励磁后振动消除，可以判断振动是发电机磁场不平衡所致，发电机转子线圈短路或发电机转子与静子间空气隙不均匀都会引起磁场不平衡。处理措施：与电气方面人员共同研究处理。3.2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。胀差、位移监测系统都是利用涡流传感器的输出电压与其被测金属表面的垂直距离在一定范围内成正比的关系，将位移信号转换成电压信号送至监测仪表，从而实现监测和保护的目的。当测量回路开路或机组的轴向位移达到报警或跳闸值时均会发出报警和跳闸信号，故一般采用4只传感器，分别送入两个轴位移监测器，两两相“与”后，再将两个监测器的开关量信号输出相“或”做为跳机保护条件较为可靠。传感器是利用涡流传感器将其与被测表面的位移转换成电压信号送至前置放大器，经整形放大后，输出024V DC电压信号，送至监测器进行信号处理，输出开关量信号至汽轮机跳闸保护系统实现保护功能。同时送出420 mA模拟量信号至记录仪。一些较常见的情况及应采取的相应措施说明如下：1、负荷或蒸汽流量增加：不同机组中引起轴位移增大的工况条件也是不一样的：非抽汽机组，超负荷运行时，因蒸汽流量过量增加，汽轮机转子轴向推力必然随之增大，如轴向推力超出许用载荷，就很可能致使推力轴承损坏，转子产生过量位移。为避免这种故障的发生，在机组负荷接近额定功率的情况下继续加负荷时，要注意对推力轴承温度，转子轴位移以及轮室压力的监视，当前两者中任意一个接近报警值时应立即减负荷。若因装置特定需要，要求汽轮机超负荷运行，那也只能是短时间偶而为之。如由于装置运行条件改变，汽轮机不能适应新的要求，这种情况下，正确、合理的解决办法是通过更新改造来增加汽轮机出率。汽轮发电机组，低周波运行：并网运行的机组，电网周波降低时，汽轮机调节汽阀开度自动增大而可能超负荷运行，因此电网周波降低时，要注意运行监视，必要时减负荷。进汽压力、温度降低或排汽压力升高：汽轮发电机组若要保持原有功率，就得增大蒸汽流量，既使机组未超负荷，但有可能因蒸汽流量过大而引起轴向推力增大。因此汽轮机进汽参数降低，排汽参数升高时，除尽快使进、排汽参数恢复正常外，必要时要限制汽轮机的蒸汽流量。有可调抽汽的机组，在“0”抽汽或小抽汽量工况下加负荷时，尽管汽轮机进汽流量和机组功率都远未达到额定值，但轴向推力却有可能超出许用载荷，因此抽汽机组一定要严格按照抽汽流量功率曲线（工况图）的限定条件进行操作。2、内汽封磨损：汽轮机起动、运行及停机过程中，有多种原因使转子与静体的相对位置发生改变，引起汽封碰擦，尤其是平衡活塞汽封、中间汽封的损坏会使轴向推力增加。往往汽封碰擦时，机内会发出异常声响并且振动加剧，出现这种情况先减负荷，若无明显改善，推力轴承温度超出正常运行范围上限，则立即停机，检查处理。3、通流部分积垢：积垢是蒸汽中盐分和SiO2沉积的结果，通流部分积垢使蒸汽流道面积减小、轴向推力增加而引起转子轴向位移增大，积垢随运行时间延长而逐渐增加，积垢程度可通过轮室压力的分析比较作出判断，必要时通过冲洗清除积垢。4、推力瓦块装错：安装或检修过程中，拆装推力轴承时，不注意推力瓦块上的方向标记，将正、副推力瓦块错位装入，这种失误遗留的隐患在机组试运行时就会暴露，机组带到某一负荷会突然出现因轴位移过大而引发的停机，如重新起动，情况完全一样。停机检查轴承，会发现推力瓦块损坏。由于瓦块装错，推力瓦承受推力的能力仅有正确安装时的约1/3，所以尽管机组未超负荷，但由于推力轴承“超负荷”而使推力轴承损坏，这时损坏的是假的正推力瓦，真的正推力瓦由于错装在副推力侧而安危无恙。更换瓦块时须注意，备件瓦块的厚度尺寸留有余量，应根据汽轮机产品合格证明书和安装时转子定位尺寸，确定瓦块的补充加工量，一付8 块瓦要同时一起加工，以保证瓦块厚度相同。5、水冲击：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。6、叶片损伤或断落：汽轮机运行时因各种不同原因会使叶片受到损伤，如外来硬质颗粒杂质进入汽轮机打坏叶片，转子与汽缸找中不好或汽缸变形使叶片与汽封片碰擦，在叶片围带上磨出沟槽等，本节主要是说明因蒸汽品质不良致使叶片受到腐蚀而产生的损伤，腐蚀损伤不仅在运行的汽轮机中出现，而且在停机状态下也会发生。在正常环境条件下，制作叶片的耐热不锈钢至所以具有良好的耐蚀性，主要是因它们表面生成一层致密、稳定的氧化保护膜，但当蒸汽中带有CO2，SO2，特别是含有氯离子时，叶片表面的保护膜受到侵蚀，并且很快向纵深发展，使时片受到腐蚀，叶片强度急骤降低。以2Cr13 不锈钢为例，常温下空气中的弯曲疲劳强度为390MPa，在洁净凝结水中弯曲疲劳强度也还有275315 MPa ，然而在NaCl含量1的氯化物溶液中，弯曲疲劳强度急骤下降到115135 MPa，疲劳强度降低就意味着使用寿命缩短。通过大修时对叶片的检验发现，叶片腐蚀大多出现在湿蒸汽区的各级，并且往往是在垢层下的叶片表面产生局部腐蚀，进而扩展出现裂纹，继续运行则会因腐蚀疲劳造成叶片断裂，对断裂叶片的检查、分析显示，断口沉积层中含有氯化物。汽轮机叶片不仅在运行中会受到腐蚀，在停机状态下也会发生腐蚀，也就是所谓停机腐蚀。汽轮机停机后，存留在缸内或漏入的蒸汽随汽轮机冷却生成凝结水，使叶片上的积盐溶解，而对叶片产生腐蚀作用，这种情况，腐蚀损坏在所有叶片上均会出现，而不是仅局限于湿蒸汽区工作的叶片。为减少、避免叶片的腐蚀损伤，主要是完善锅炉给水和炉水的处理，保证蒸汽品质，重视汽轮机的停机维护。汽轮机大修时，如检验发现叶片有裂纹，应安排更换有隐患的叶片。汽轮机运行中叶片断落只是偶发事故，并不是常见故障，然而一旦发生却会造成设备损坏或人身伤害的严重事故。汽轮机运行中叶片断落的特征是：机组突然发生无规则的负荷（转速）冲击；汽轮机通流部分发出可疑声响（凝气式汽轮机末级叶片断落时，凝汽器中发出金属撞击声，如断落叶片打破凝汽器冷却水管，凝结水电导率增加）；机组振动突然增大，尤其是低压级叶片断落时，振幅明显增大。机组运行中发生上述情况应立即停机，以防损示范围扩大。停机后开缸检查，证实叶片断落时，尽速与我公司联系，协商修复事宜，必要时转子及受损部件发运至我公司，更换叶片重新作动平衡。中间级叶片断落往往会使其邻级静、动叶受损，因叶片断落无法盘车的汽轮机，需作转子弯曲检验。3.3 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：3.3.1压力油油压偏低1、 压力油意外泄漏 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； 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； 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； 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。2、 电动油泵转向不对。3、 油箱油位过低，不仅油泵出口油压降低，而且油压波动。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。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：改用容量大的油泵；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。3.3.2 主、辅油泵切换困难自带主油泵的汽轮机，起动过程中达到切换转速后，停用辅助油泵机组无法继续运行，其原因主要有：1、 油箱位置低于布置图要求的标高增大了油泵的吸油高度或油泵进口油管加长且增加了弯头使油泵进口压力降低，造成主油泵因吸油困难而无法正常工作，这种情况如增大引射器喷油量仍无改善，那最好是修改主油泵进油管路；2、 注油引射器底阀不能正常开启，达不到要求的开度，引射器吸油损失增大使主油泵吸油困难。检查底阀，如有卡涩，通过修理使其运作正常，必要时，对油箱的油用滤油机重新过滤；3.3.3 漏油1、 部件装配、油管路装接时操作不符合要求，造成密封不良，密封面损伤，与油接触连接面局部离缝等，这些缺陷引起的漏油、渗油在试运行时就会显露，根据对漏油部位的检查，作相应处理，消除漏油。2、 机组运行中因密封件磨损等原因引起的漏油，根据部件特点酌情处置：勿需停用可随时进行维修的设备如截止阀、闸门等，阀杆处漏油时，适当压紧密封填料，在检修时再作进一步处理；可切换运行的设备，如电动油泵，发现泵的轴封处漏油时，起动辅助泵，修理或更换停运泵的轴封；对只能在机组停机后通过检修消除缺陷的设备，如调节汽阀油动机，主要靠巡检查认真观察，在油动机活塞杆处发现渗油的蛛丝马迹时要引起重视并作好记录，若渗油日渐增多，应利用机组停机的机会，及时修理活塞杆或更换密封件，防微杜渐，以免发生油动机冒油强迫停机的故障。3.3.4 油管路振动因油管道装接不规范而引起汽轮机振动的油管路振动，通常在试运行时都会采取措施予以消除，其它的油管路振动往往未引起足够重视，有些汽轮机运行时出现二次油管道的高频振动，也有一些汽轮机，正常运行时油管路无异常，而在速关停机时，保安油路管道出现振动。油管路振动使管道、接口、焊缝产生动载荷，很可能引起接口密封紧力松驰，焊口开裂而造成漏油、冒油，因此管路产生振动时及时采取措施予以消除。油管路振动与管道装接时的初应力，管内油流速度、状态等有关，大多通过适当设置管夹或支架可得以排除。3.4 调节保安系统故障及排除在炼油化工行业中，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。调节保安系统常见故障及排除方法有：3.4.1 速关阀开启不正常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3-1）。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。图3-1 速关阀阀体部分：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。 油缸部分：速关阀是由油压控制的，开启过程是通过启动装置来操作的，压力油经过外侧接口通到活塞前面，使活塞克服弹簧力并将其压向活塞盘，而由启动装置的速关阀油通过内侧的接口进入活塞盘后面，速关油压力将活塞盘和活塞一起推到终点位置，阀门也由阀杆提升而开启，这时活塞前的空间和启动装置中的回油口相通。3.4.2速关阀油缸漏油（外泄漏）1、关节轴承 2、反馈导板 3、活塞杆 4、油缸 5、活塞6、连接体 7、套筒 8、错油门滑阀 9、错油门 10、杠杆 11、调整螺栓 12、弯角杠杆 13、滚针轴承图3-2 油动机结构图 密封圈装配不到位起不到密封作用。处理措施是重新装配密封件，压紧密封圈，如密封圈规格不对，须予以更换。. 装配时阀杆与密封件套筒不同心或因阀杆弯曲阀杆与套筒接触，引起阀杆拉毛而损伤密封圈，致使油缸漏油。处理措施：修复或更换阀杆、套筒，更换密封圈，重新仔细装配。3.4.3 错油门滑阀故障油动机通过错油门将由调速器输出的二次油压信号转换成油缸活塞的行程，并通过杠杆系统操纵调节汽阀的开度，使进入汽轮机的蒸汽流量与所要求的流量或功率相适应。错油门从二次油路中得到信号，并控制作为动力的压力油进入油缸活塞的上腔或下腔。错油门滑阀由转动盘和滑阀体粘接而成，在有些汽轮机中，因滑阀旋转阻力矩额外增大或胶粘剂强度下降而发生转动盘与滑前期体脱开的故障，这种情况下由于滑阀体不再转动，调节系统迟缓率明显增大，改变调节器给定值时，二次油压变化，但油动机要么不响应要么产生大幅过调动作，同时，错油门冒气器冒油，用手触摸错油门的进、回油管无振感。处理措施：及时停机，更换备用错油门滑阀。换下的滑阀可自行重新粘接，粘接前，粘接面上固化的胶粘剂膜层用刮刀、砂布清理干净，胶粘剂可选用室温下剪切强度14.7Mpa的单组分厌氧胶，粘接操作按所用胶粘剂的要求进行。3.4.4 二次油压高频振荡使用液压放大器的汽轮机，有时在某一工况因二次油压振荡而产生二次油压力表指针抖动，二次油管路振动，机组负荷或转速出现不衰减的快速波动，遇到这种情况可通过适度关小二次油路上的单向节流阀或调整错油门的调节阀，降低滑阀的转动频率，减小滑阀振幅，扼制二次油的振荡，必要时在二次油管路上加装管夹。3.5 凝汽系统故障及排除凝汽式汽轮机运行时，经常会遇到凝汽系统真空下降的问题，影响系统真空的因素是多方面的，当发现真空下降时，根据特征查明原因，将取相应措施及时处理，下述是一些主要的故障原因。1、冷却水中断运行中出现凝汽器真空变为0，同时汽轮机排汽温度急骤升高，凝汽器循环水进口失压的情况，表明冷却水供给中断，这时应立即紧急停机，关闭循环水进水阀，在凝汽器温度降至50后方可向凝汽器供循环水。2、冷却水量不足在一定负荷下，循环水进、出口温差增大，凝汽器真空缓慢降低，大多是冷却水量不足引起的，尤其在夏季，由于循环水进口温度升高，有的机组既使增大冷却水量亦不能维持要求的真空，这种情况下应限制机组负荷，减小汽轮机排汽量，以恢复正常真空。凝汽器部分冷却水管堵塞或循环水泵运转不正常均会引起冷却水量不足，若是前者循环水进、出口差必然增大。3、凝汽器水位过高凝汽器中凝结水液面超出热井水位计上限，淹没部分冷却水管时，由于凝汽器汽侧冷却面积减少而使真空缓慢下降，严重时，如水位升高凝结水进入抽气管，则真空迅速下降，抽气器排汽管冒水。水位过高的另一个危害是使凝结水过冷度增加。造成水位过高的原因主要有： 凝结水泵故障：泵或电机工作不正常，造成不能将凝结水正常抽出，故障部位可从泵出口压力或电机电流的变化作出判断； 冷却水管破裂或管子与管板结合不严密，循环水漏入凝汽器汽侧，从凝结水水质化验可从出判断； 凝结水管路再循阀开度过大； 备用凝结水泵出口逆止阀关不严，凝结水从备用泵倒回到凝汽器。4、轴封送汽调整不当轴封送汽压力过低，大量空气从汽轮后汽封吸入引起真空快速下降。5、真空系统不严密真空系统不严密，漏入凝汽器气侧的空气量增多，抽气器超负荷工作引起真空下降。真空下降时，短时间关闭抽气器的空气门（1 分钟），若抽气器真空升高而凝汽器真空继续下降，则表明真空降低是由漏入空气量增加所致。负荷降低时真空下降，负荷升高时真空又恢复正常，一般真空降低是由与低压缸连接管道的接合面漏气引起的。真空系统可能发生漏气的地方很多，诸如排汽缸与接管法兰，接管焊口，排汽安全阀，疏水器，阀门、接头等，查找缺陷不仅需熟悉系统，而且还需细致和耐心，在查明原因后及时正确处理。6、抽气器工作不正常抽气器的任务是将漏入凝汽器内的空气和蒸汽中所含的不凝汽气体连续不断地抽出，保持凝汽器始终在高度真空下运行。抽气器运行状况的优劣，影响着凝汽器内真空度的大小，对机组的安全，经济运行起着重要的作用。抽气器的工作原理：图3-3为喷射式抽气器的示意图，它由喷嘴A，混合室B，扩压管C组成，工作介质通过喷嘴A，由压力能转变为速度能，便在混合室中形成了高于凝汽器内的真空，达到把气、汽混合物从凝汽器中抽出的目的。为了把从凝汽器中抽出的气、汽混合物排入大气，在混合室之后设有扩压管C，把工质的速度能再转变为压力能，以略高于大气压力将混合物排入大气。抽气器的整个工作过程可分为三个阶段，如图7-18所示的1-1断面以前为介质在喷嘴内的膨胀增速阶段；在1-1与2-2断面之间是工质与混合室内的汽、气混合物相混合阶段；在2-2与4-4断面之间是超音速流动的压缩阶段；断面3-3为超音速流动转变为亚音速流动的过渡断面；3-3与4-4断面为亚音速流动的扩压段。当工质流至4-4断面以外，其压力上升至略高于大气压力而排入大气。抽气器分射汽抽气器和射水抽气器，以过热蒸汽为工作介质的抽气器叫射汽抽气器，以水作为工作介质的抽气器称为射水式抽气器。A工作喷嘴 B混合室 C扩散管图3-3 喷射式抽气器示意图抽气器工作不正常必然引起凝汽系统真空降低，运行中发现真空下降时，可短时间（1 分钟）时关闭抽气器空气门，如主抽气器真空表指示真空没有明显变化，则可判断抽气器产生故障，造成抽气器工作不正常的原因主要有： 抽气器工作蒸汽参数偏离正常值较大，使抽气器效率降低； 冷却器冷却水量不足，被抽出蒸汽、空气混合物中的蒸汽不能充分凝结，抽气器排气管有大量蒸汽冒出； 冷却器疏水不畅通或冷却器水管破裂，冷却器满水，如第二级冷却器满水，则排气管有汽水混合物排出； 疏水器故障或疏水阀关闭不严使空气漏入抽气器； 抽气器喷嘴与扩散器距离调整不当，使抽气性能下降，这种缺陷在试运行时会发现并应予以消除，一般正常运行时不再进行调整； 抽气器蒸汽滤网或喷嘴堵塞。抽气器进汽管路吹扫不彻底，杂物随蒸汽冲入抽气器，封堵蒸汽滤网，甚至损坏滤网引起喷嘴堵塞，这种情况不仅在试运行过程出现，而且在运行机组中也时有发生。滤网或喷嘴堵塞时，抽气器真空下跌，冷却器温度显著降低，抽气器声响异常（蒸汽喷射声响降低甚至消失，第二级抽气器堵塞时，排汽管发出吸气声）。机组运行中发现真空下降，必要时起动备用抽气器，在查明真空下降是因主抽气器工作不正常引起且不能在运行情况下排除时，停下有故障的抽气器进