汽轮机故障快速排查指南

汽轮机故障快速排查指南汽轮机作为热力发电、工业驱动等领域的核心动力设备，其运行的稳定性与安全性直接关系到整个生产系统的效率与安全。故障的及时发现与准确排查，是减少停机损失、防止事故扩大的关键。本文旨在结合一线实践经验，提供一套系统性的汽轮机故障快速排查思路与方法，供相关技术人员参考。一、故障排查的基本原则在开始具体排查工作前，需明确并遵循以下基本原则，以确保排查过程的高效与安全：1.安全第一原则：任何排查操作必须在确保人身安全和设备不受二次损坏的前提下进行。严格遵守安全规程，必要时停机、隔离、泄压、降温。2.先易后难原则：优先检查直观、常见、易于处理的故障点，逐步深入复杂部位。避免一开始就陷入对复杂系统的拆解，以免浪费时间或引入新的问题。3.先外后内原则：先检查外部连接、仪表指示、辅助系统（如油系统、汽系统、真空系统），再考虑汽轮机本体内部部件的问题。4.先主后次原则：优先关注对机组运行影响最大、最可能导致当前故障现象的核心部件和参数（如转速、振动、温度、压力）。5.数据对比原则：将当前运行参数、振动频谱、声音、温度分布等与设备正常状态下的历史数据或同类机组数据进行对比，差异往往是故障的直接体现。6.综合分析原则：避免孤立地看待某一现象或数据，应结合多个参数变化、故障发生的时机（如启动、停机、负荷变化过程中或稳定运行时）、有无前兆等信息进行综合判断。二、故障现象的观察与初步判断准确描述和记录故障现象是排查工作的起点。应重点关注以下几个方面：1.关键参数突变：*转速异常：超速、转速不稳、无法达到额定转速。*负荷异常：带不上负荷、负荷大幅波动或突然下降。*温度异常：各轴承温度、轴封温度、汽缸上下缸温差、蒸汽温度（进汽、排汽、抽汽）等超出正常范围。*压力异常：主蒸汽压力、调节级压力、排汽压力（真空）、油系统压力等异常。*振动异常：轴承座振动、轴振超标，或振动形态发生变化（如从稳定变为周期性、突发性）。*声音异常：出现异音，如摩擦声、撞击声、汽流啸叫声、金属尖叫声等。2.直观现象观察：*泄漏情况：蒸汽、油、水等介质的泄漏点及泄漏量。*油质油位：润滑油、控制油油质（颜色、透明度、有无杂质、乳化）、油位是否正常。*仪表指示：各压力表、温度计、液位计、流量计指示是否正常，有无卡涩、跳动。*辅机状态：如油泵、水泵、冷却风扇等运行是否正常，有无异常振动和声音。3.故障发生时机与过程：*故障是突然发生还是逐渐发展的？*发生在启动、停机、负荷调整、正常运行还是检修后？*有无明显的外部诱因，如电网波动、蒸汽参数变化、天气突变、操作调整等？三、系统性排查步骤与常见故障分析（一）数据收集与状态确认1.全面记录当前参数：详细记录故障发生前后及排查过程中的各项关键运行参数，包括但不限于：转速、负荷、主汽压力/温度、再热汽压力/温度（如有）、排汽压力（真空度）、各抽汽压力/温度、各轴承温度、回油温度、润滑油压/油温、控制油压、轴向位移、差胀、各轴承振动值（水平、垂直、轴向）、轴振值。2.确认保护动作情况：查看DEH、DCS系统报警记录和保护动作历史，明确是何种保护动作导致停机或跳变，动作值是否在合理范围。3.检查近期操作与检修记录：了解故障发生前有无进行过相关操作调整或检修工作，这对判断故障原因至关重要。（二）外部检查与初步判断在不影响安全且无需大量拆解的前提下，进行外部检查：1.目视检查：*管路与阀门：有无明显的泄漏、变形、保温层破损。阀门状态是否正确（全开、全关、调节位），特别是主汽门、调门、抽汽阀、疏水阀、安全阀等关键阀门。*油箱与油系统：油位、油色，有无泡沫、乳化现象。油管路有无破损、堵塞。*轴承箱与轴封：轴承箱有无漏油，轴封处汽封漏汽是否正常，有无冒油烟。*基础与连接：地脚螺栓、管道支吊架有无松动、断裂。*辅机设备：油泵、冷油器、滤油器、凝汽器、真空泵等外观有无异常，连接管路有无泄漏。2.听觉检查：*异音判断：仔细倾听机组各部位发出的声音，特别是轴承箱、汽缸、汽阀、油泵等区域。利用听针辅助判断。*摩擦声：金属刮擦声、干摩擦的“吱吱”声，可能源于动静部分摩擦（如轴封、隔板汽封、叶片）、轴承损坏。*撞击声：清脆的“当当”声或沉闷的“咚咚”声，可能源于转子不平衡、联轴器对中不良、叶片断裂或松动、轴承间隙过大。*汽流声异常：尖锐的啸叫声可能源于汽阀开度不当、汽道堵塞或损坏、漏汽严重。*泵类异常声：油泵、水泵的异常声音可能提示其本身故障或入口堵塞、出口不畅。3.触觉检查：*温度触摸：用手背轻触轴承箱、油管、汽管等外壳（注意防止烫伤），感知其温度是否异常。*振动感知：用手触摸轴承箱、泵体等，感受振动的大小和性质（如平稳振动、冲击性振动）。（三）关键系统排查1.振动异常的排查振动是汽轮机最常见也最复杂的故障信号之一。*检查振动是否随转速变化：*临界转速附近振动显著增大，可能为转子不平衡或临界转速共振。*转速升高，振动同步增大，可能为转子不平衡、轴弯曲、联轴器不平衡或对中不良。*检查振动是否随负荷/蒸汽参数变化：*负荷增加，振动增大，可能为汽缸膨胀不畅、轴系对中受温度影响改变、叶片受汽流激振力增大。*真空下降或蒸汽参数恶化时振动增大，可能为排汽缸温度升高导致轴承标高变化、蒸汽激振。*检查振动相位：若有条件，测量振动相位，有助于判断不平衡位置和类型。*常见原因：*转子不平衡：叶片结垢、叶片断裂或脱落、转子部件松动、轴弯曲。*轴系对中不良：联轴器安装偏差、轴承座标高变化、基础不均匀沉降。*轴承故障：轴瓦乌金磨损、脱胎、间隙过大或过小、润滑油膜不稳定或破坏。*动静摩擦：轴封、隔板汽封径向或轴向间隙消失，通流部分动静碰磨。*汽流激振：某些特定工况下，蒸汽在叶片通道内流动不稳定诱发的振动。*地脚螺栓或基础问题：地脚螺栓松动、基础刚度不足或共振。2.温度异常的排查*轴承温度高：*润滑油系统：油压低、油量不足、油温过高、油质劣化、滤网堵塞。*轴承本身：轴瓦间隙过小、乌金磨损或脱胎、进油孔堵塞、轴瓦安装位置不当。*转子问题：轴颈不圆、转子不平衡引起振动过大导致油膜破坏。*冷却系统：冷油器冷却效果差（如水量不足、水温高、铜管结垢堵塞）。*汽缸温度异常：*上下缸温差大：保温不良、疏水不畅、进汽方式不当、汽缸变形。*汽缸金属温度异常升高或降低：蒸汽参数异常、抽汽系统故障、疏水阀失灵。*蒸汽温度异常：*主汽温度高/低：锅炉侧原因（燃烧调整、减温水）、汽机侧减温器故障。*排汽温度高：真空系统故障（如真空泵效率低、凝汽器泄漏、抽气器故障）、负荷过低、进汽量过小、汽缸疏水不畅。3.真空系统故障排查（针对凝汽式汽轮机）*真空度下降的现象：排汽压力升高，排汽温度升高，机组出力下降，可能伴随轴向位移变化。*排查方向：*凝汽器水位：过高（淹没铜管）或过低（影响真空除氧，漏入空气）。*循环水系统：循环水量不足、水温过高、凝汽器铜管结垢或堵塞导致换热效果差。*抽汽系统：真空泵（射水、射汽抽气器）工作不正常，如水源/汽源压力不足、喷嘴堵塞、冷却器效果差。*轴封供汽：轴封供汽压力不足或中断，导致空气漏入汽缸。*系统泄漏：凝汽器、低压加热器、轴封系统、真空管道等部位存在漏点。可通过真空严密性试验初步判断。4.油系统故障排查*油压下降：*油泵出力不足（如叶轮磨损、入口滤网堵塞、吸入空气）。*溢流阀、减压阀失灵。*油系统管道泄漏或破裂。*油位过低。*油质恶化：*进水乳化、进汽加热劣化、杂质污染、氧化变黑。*导致轴承润滑不良、调速系统卡涩、部件腐蚀。*调速系统异常：*转速不稳、负荷波动、无法控制：可能为调速器故障、油动机卡涩、滑阀卡涩、反馈系统故障、油压波动。5.轴向位移与差胀异常排查*轴向位移增大：*蒸汽参数大幅变化（如主汽温度突降导致转子收缩滞后于汽缸）。*推力轴承磨损或损坏。*叶片结垢或脱落导致轴向推力变化。*进汽量突然变化。*差胀异常：*正差胀过大：加热过快、进汽温度过高、汽缸膨胀不畅。*负差胀过大：冷却过快、进汽温度过低、轴向位移增大。四、综合分析与初步判断在完成上述各系统的初步排查后，需要将收集到的所有信息进行汇总、对比、分析：1.关联分析：将不同现象联系起来，寻找因果关系。例如，振动增大的同时伴随轴承温度升高，可能指向轴承故障或润滑不良；真空下降常伴随排汽温度升高和负荷下降。2.趋势分析：对比历史数据，看参数是突变还是渐变，判断故障的发展趋势。3.排除法：根据已有信息，对不可能的原因进行排除，逐步缩小故障范围。4.经验判断：结合同类机组的故障案例和个人经验，对常见故障模式进行匹配。注意：对于复杂故障或初步判断涉及核心部件内部损坏（如叶片断裂、转子裂纹等），应及时上报，并组织专业技术人员进行进一步的精密诊断（如频谱分析、油液分析、内窥镜检查、超声波检测等），切勿盲目拆解或强行启动。五、故障原因定位与处理建议在综合分析的基础上，对故障原因进行定位，并采取相应的处理措施。以下是一些常见故障的处理建议方向：*对于振动异常：若判断为转子不平衡，需进行动平衡；对中不良则需重新找正；轴承问题需检查修复或更换；动静摩擦则需查明原因，消除摩擦，必要时揭缸检查。*对于温度异常：轴承温度高，检查油系统，清理滤网，调整油压油温，检查轴瓦；汽缸温差大，加强疏水，改善保温，检查滑销系统。*对于真空下降：查漏堵漏，清洗凝汽器，检修真空泵，调整轴封供汽。*对于油系统故障：补油，换油，清洗滤网，检修油泵和阀门。重要提示：任何处理措施都必须有明确的方案和安全保障措施，并由具备资质的人员执行。对于重大故障或不确定的故障，应果断停机处理，避免小故障演变成大事故。六、故障排查后的验证与总结故障处理完毕后，应进行开机试运行，密切监视各项参数是否恢复正常，振动、声音、温度等是否稳定。确认故障已彻底消除。每次故障排查后，都应详细