薛鋒

摘? 要：近年來，我國電力事業(yè)穩(wěn)健發(fā)展，在此發(fā)展形勢下，電廠越來越重視汽輪機(jī)的故障檢修與診斷工作，在提高重視的基礎(chǔ)上，明確提出汽輪機(jī)通流部分故障診斷要求，而該文則主要針對汽輪機(jī)通流部分故障診斷方法進(jìn)行了分析，希望可為有關(guān)的業(yè)內(nèi)人士帶來借鑒與參考，切實(shí)提高故障診斷效率，將故障扼殺在襁褓中。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)? 通流部分? 故障? 診斷

中圖分類號：TK268 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）09（a）-0062-02

現(xiàn)階段，我國電力發(fā)電中的火力發(fā)電仍舊為主要途徑，占據(jù)總發(fā)電量80%左右，對未來的發(fā)展方向進(jìn)行總結(jié)，可知未來很長時(shí)間段內(nèi)火力發(fā)電仍將保持領(lǐng)先地位，火力發(fā)電廠的運(yùn)營過程中，汽輪機(jī)無疑發(fā)揮了極其重要的作用，它是源動力裝置，其運(yùn)行效率直接影響發(fā)電質(zhì)量與發(fā)電效率，汽輪機(jī)的運(yùn)行過程中常出現(xiàn)各類事故，事故多發(fā)在通流區(qū)域?；诖?，技術(shù)人員應(yīng)提高重視，并重點(diǎn)對通流部分進(jìn)行故障診斷，將故障扼殺在搖籃中，從而降低事故的發(fā)生幾率，為汽輪機(jī)的運(yùn)行營造安全的環(huán)境。

1? 汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)以及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)

以國產(chǎn)600MW亞臨界，中間再熱式、四缸四排汽、單軸、凝汽式汽輪機(jī)組為例，汽輪機(jī)通流部分由低、中、高壓3個(gè)部分共同構(gòu)成，共計(jì)58級，值得一提的是，其中高壓缸1+11級，中壓缸2×9級，低壓缸2×（2×7）級。調(diào)節(jié)級的葉片結(jié)構(gòu)為沖動式葉片結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在強(qiáng)度高，同時(shí)每個(gè)葉片的葉根都與圍帶焊緊密銜接。動葉葉片的材質(zhì)為方鋼，可控的渦葉片則為倒梯形葉根，末葉槽與末葉片通過所警示的方式密切聯(lián)系，但是，由于其所處的環(huán)境為高壓環(huán)境，很多時(shí)候也會采用T型葉根結(jié)構(gòu)，從而避免蒸汽泄漏。靜葉片的材質(zhì)為方鋼銑，葉根與同樣緊密銜接圍帶焊緊密銜接，構(gòu)成了整圈隔板，水平方向上正面鋸開后可分為上下兩半。

1.2 原理

汽輪機(jī)也被稱作蒸汽透平，其運(yùn)行過程中主要通過功率與能量兩者之間的轉(zhuǎn)換，以持續(xù)性旋轉(zhuǎn)的方式將蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，它是電廠運(yùn)營及發(fā)展過程中必備的機(jī)械設(shè)備，屬于原動力機(jī)械，主要用來驅(qū)動發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵以及壓縮機(jī)等設(shè)備。與此同時(shí)，其應(yīng)用過程中可有效實(shí)現(xiàn)抽汽供熱。汽輪機(jī)應(yīng)用過程中體現(xiàn)了壽命長、功率大以及運(yùn)行效率高等諸多特點(diǎn)，它的運(yùn)行原理主要是將蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)大的動力支持。鍋爐中的蒸汽輸送到汽輪機(jī)以后，汽輪機(jī)將會按照事先所設(shè)定的運(yùn)行原理，自行形成秩序的運(yùn)行結(jié)構(gòu)，首先形成環(huán)形配置，而后再借助動葉以及噴嘴將熱能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，保證其運(yùn)行效率[1-2]。

汽輪機(jī)的型號不同其功能也有所不同，運(yùn)行原理也會存在一定的差異，不僅如此，能量與功之間的轉(zhuǎn)換模式也將產(chǎn)生差距。但是，雖說汽輪機(jī)型號不同、運(yùn)行原理不同，但是它大多都由葉柵、進(jìn)氣機(jī)構(gòu)與排氣通道等共同構(gòu)成，可謂大同小異。

2? 汽輪機(jī)通流部分的常見故障

經(jīng)分析后對汽輪機(jī)通流部分的故障進(jìn)行總結(jié)，主要可分為兩類：一是因流通通道長而出現(xiàn)結(jié)污垢或磨損，進(jìn)而造成的漸變性故障。二是突發(fā)事故，其中涉及葉片斷裂、葉片脫落等。此類問題的出現(xiàn)通常都是由于通流部分區(qū)域出現(xiàn)突變從而誘發(fā)。

2.1 壓力級故障、軸封磨損

壓力級故障很多時(shí)候都表現(xiàn)為葉片斷裂以及通道部位結(jié)污垢等，此現(xiàn)象的出現(xiàn)大多由于通道面積發(fā)生變化所致，使得調(diào)節(jié)級后的壓力值發(fā)生巨大改變。除此之外，多發(fā)故障也表現(xiàn)在軸封磨損這一層面，所謂的軸封磨損指的是汽輪機(jī)啟停時(shí)有過度負(fù)載的情況，加之部分技術(shù)人員工作中存在操作失誤，使得軸封碰磨，伴隨著磨損現(xiàn)象，最終導(dǎo)致軸封漏汽，誘發(fā)了各類的安全事故。

2.2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障

汽輪機(jī)運(yùn)行過程中調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障的發(fā)生幾率相對較高，出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因多是由于運(yùn)行過程中溫度高、壓力大或是設(shè)備振動，使得調(diào)節(jié)系統(tǒng)受交變熱應(yīng)力、汽流喘振的影響，出現(xiàn)腐蝕、破損或斷裂等現(xiàn)象，以上現(xiàn)象將會引發(fā)葉片斷裂與閥門閥桿破損斷裂等諸多故障。

3? 汽輪機(jī)通流部分故障診斷方法

汽輪機(jī)運(yùn)行過程中若出現(xiàn)故障，那么將無法高效運(yùn)行，甚至?xí)绊憴C(jī)組負(fù)荷，給電廠帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失?；诖?，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)提高對于汽輪機(jī)通流部分故障維修以及診斷的意識，將故障扼殺在襁褓中，減少汽輪機(jī)運(yùn)行過程中的負(fù)面影響，并保證其運(yùn)行效率。

3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷法的應(yīng)用

所謂的人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要指的是一種依賴動物神經(jīng)系統(tǒng)的算法與研究方式，它具有一定的自適應(yīng)功能，技術(shù)人員若事先輸入并輸出信號，那么就可結(jié)合兩者之間的聯(lián)系進(jìn)行系統(tǒng)建模，而后重點(diǎn)分析輸入數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上獲得準(zhǔn)確的輸出結(jié)果。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要由輸出層、輸入層與隱層共同構(gòu)成，其中的輸入層功能較多，擔(dān)負(fù)的壓力也較大，需要將所收到的輸入信號傳遞給隱層，并在隱層對信號進(jìn)行處理，最終輸出到輸入層。

汽輪機(jī)故障診斷環(huán)節(jié)，需要對各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，將其作為原始信號，然后再借助系統(tǒng)內(nèi)部的算法，進(jìn)一步判斷故障類型，提高故障的處理效率。

3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷法的程序

汽輪機(jī)故障診斷的方法多種多樣，要求技術(shù)人員在故障診斷的過程中，結(jié)合汽輪機(jī)的型號，發(fā)揮自身的專業(yè)優(yōu)勢，結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)故障特征對故障性質(zhì)進(jìn)行判斷，而后再結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷系統(tǒng)診斷流程，做好數(shù)據(jù)收集工作，處理各類異常數(shù)據(jù)，其中包括汽輪機(jī)運(yùn)行過程中工況是否正常、負(fù)荷變化、再熱壓力、主汽流量、溫度等，這些都是必要的參數(shù)值，在數(shù)據(jù)預(yù)處理環(huán)節(jié)可根據(jù)加工特征，將其轉(zhuǎn)化為可參考的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，最終輸入到數(shù)據(jù)診斷程序中，準(zhǔn)確判斷故障類型，明確其中的誘因，在此基礎(chǔ)上，制定完善的處理方案，提高故障處理效率。

值得一提的是，汽輪機(jī)運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的故障類型較多，每個(gè)故障的原理以及誘因也有所差異，若僅僅依賴神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷模型那么將會使得故障診斷與維修局限在此范圍內(nèi)?；诖耍蠹夹g(shù)人員在實(shí)踐工作中不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以此為基礎(chǔ)，分析不同故障實(shí)例，并對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷模型不斷地補(bǔ)充與完善，使之更加系統(tǒng)化。

4? 其他故障檢測法

除了以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的故障診斷方法，還可利用故障樹診斷法、主元分析診斷法、模糊推理診斷法等，以上診斷方法都具有一定的可靠性與真實(shí)性，可大大提高故障診斷效率，及時(shí)定位故障所處區(qū)域，為技術(shù)人員提供有效的數(shù)據(jù)參考，希望技術(shù)人員在選擇故障診斷方法的過程中，結(jié)合汽輪機(jī)的運(yùn)行情況，進(jìn)行針對性的選擇，大大提高故障診斷效率，保證檢修質(zhì)量。

5? 結(jié)語

綜上所述，該文主要針對汽輪機(jī)通流部分常見的故障及其檢修方法進(jìn)行分析與探討，提出了相應(yīng)的建議。經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)不管是傳統(tǒng)的檢測方法還是現(xiàn)階段智能化診斷技術(shù)的應(yīng)用，都可能存在一定的局限，這就要求技術(shù)人員結(jié)合汽輪機(jī)的運(yùn)行狀況，以及熱力參數(shù)值的變化趨勢，對故障樣本進(jìn)行補(bǔ)充，切實(shí)提高故障診斷的真實(shí)性與準(zhǔn)確性，進(jìn)而為汽輪機(jī)的運(yùn)作營造安全的環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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