1、汽轮发电机常见故障分析及预防措施【摘要】：汽轮发电机是发电厂的重要设备之一，其检修的复杂性是电厂设备中难度比较大的，检修费用也是电厂的重要投入之一。本文对大型汽轮发电机常见故障原因分析，并提出相对应预防措施。 【关键词】：汽轮机发电事故分析预防措施 中图分类号：TK26 文献标识码： A 文章编号： 引言 近年来，随着国民经济的持续发展，我国电力工业已然进入大电网与大机组的阶段，并有向超大容量机组发展的趋势。已并网发电的大型汽轮发电机组大部分能达到额定出力并持续运行，各项技术参数和性能也基本满足各种正常或非正常运行方式的要求。但是由于设计及工艺等原因，特别是制造加工工艺、质量检验和设备安装等存
2、在问题较多，导致汽轮发电机各类事故频繁发生，性质严重。由于检修周期长导致发电企业损失巨大。另外，发电机安装、检修质量及运行维护水平参差不齐，也常常导致事故的发生。 一、发电机进油 密封油系统专用于向发电机密封瓦供油。控制密封油压力高于发电机内氢气压力一定数值，从而防止发电机内氢气沿转轴与密封瓦之间的缝隙向外泄露，同时也防止油压力过高而导致发电机内大量进油。 1.原因分析 造成发电机进油可能是由于氢侧回油箱油位控制不当，因满油而溢入发电机内，也可能是因为密封瓦配油槽处油压过高直接流入发电机内。因而氢侧回油箱的液位控制及密封油压力的调整是两个至关重要的问题。发电机氢侧回油箱内装有两个上浮球阀，一个
3、连接空侧密封油油路中滤网的出口，为油箱的补油阀。另一个连接空侧密封油泵的进口，为油箱的排油阀。 一般情况下，两个浮球阀的上、下手动干预顶针退出，通过浮球实现液位的自动控制。当氢侧回油箱液位高时，浮球将排油阀打开，使多余的油排到空侧油路，再由空侧回油箱回到主油箱。当氢侧油箱油位低时，浮球将补油阀打开，使空侧油补入。而当浮球阀失去自动调节作用时，则可通过浮球阀的上、下手轮实现补、排油阀的强开、强关。 当氢压较低的情况下，氢侧回油箱在某一液位时，浮球的位置相同，但由于排油的压差较低或补油的压差较高，使得排油量减少甚至不能排出，而补油量增大，从而使氢侧回油箱油位保持在较高位置。因此，当氢压较低时，氢侧
4、油箱将保持在满油的油位，甚至可能出现消泡箱满油，使得发电机存在进油的危险。 2.防止发电机进油的措施 （1）在发电机置换氢气时，应缓慢降低氢压。氢压缓慢下降，可以使差压调节阀及平衡阀能及时跟踪调节，以保证合适的油氢差压。若发现密封油油氢差压或空、氢侧密封油差压不正常，则应停止降低氢压，并手动干预差压调节阀或平衡阀。 （2）加强降氢压过程的监视工作。在降氢压的过程中，除监视密封油油氢差压、空氢侧密封油差压、氢侧回油箱及消泡箱的油位以外，还应注意观察以下参数的变化：空、氢侧密封油泵出口油压。发电机内氢压下降，密封瓦处空、氢侧密封油压均随之下降，此时主差压调节阀应逐渐开大，空侧密封油泵出口油压应下降
5、。平衡阀应逐渐关小，氢侧密封油泵出口油压应上升，直至保持在其出口安全门的动作值以下。主油箱油位。密封油系统启动前系统充油由主油箱供给，系统检修时放油也放入主油箱。若密封油进入发电机，主油箱的油位也将下降。所以监视主油箱油位的变化，可以初步判断出发电机是否进油及进油量的多少。 （3）提高检修质量，保证差压阀、平衡阀、补排油浮子阀动作灵活、可靠、平稳。发电机正常运行时进油，将危及发电机的安全；停机后退氢时进油，将延长机组的停运检修时间。因此防止发电机进油应引起运行人员的足够重视。但只要平时多观察、细分析、精心操作，发电机进油是完全可以避免的。 二、汽轮发电机的安全油压偏低 1.原因分析 （1）在工
6、作系统设计中进油节流孔是关键，如果被堵塞或者设计偏小则有可能导致油压偏低。 （2）安全系统设置中的中高压主汽门油动机的阀门泄露或者，逆止阀装置不当。 （3）系统中危机遮断的控制板节流孔设置不合理，引起的 AST 电磁阀泄露。 安全油压偏低的原因具有复杂化和多样化的特征，在控制油路系统的过程中，逐个的进行故障排查。一般来说，可以采取分块和隔离的方法进行检查主气门和调节阀门的系统排查，首先将所以的主汽门和调节汽门隔离关闭，一一对所以的阀门进行油动机的 AST 安全设置或者 OPC设置。 2.优化处理方式 （1）合理设置节流孔的尺寸 通过重新核算和监测高压进油节流孔的尺寸，确定其恰当的大小之后，进行
7、重新安装，恢复之后进行机组挂闸，确保机组的长期稳定工作。（2）根据具体情况进行汽轮机 FCB 的方式选择 汽轮机的高压调节阀控制高压缸中的进汽量，调节阀和低压旁路阀则分别进行安全油的油压调节。在不影响整个机组启动的情况下，采用临时性的措施，保障中压主汽门油动机进油节流孔的大小。有效的保障其工作的稳定性。 三、滑环及碳刷过热 1.原因分析 由于发电机的碳刷运行与维护是传统技术，多年来工艺和技术水平无实质性突破。所以，各方对发电机励磁系统关注不够，投入有限，进而导致连续发生了多起大型发电机组，因碳刷或转子滑环故障引发的停机事故，给企业造成很大的经济损失。 引起滑环及碳刷过热的主要原因是：碳刷与滑环
8、接触不良，接触电阻过大；滑环的氧化膜薄厚不均匀，引起碳刷电流分布不平衡；滑直径大，摩擦损耗大；滑环材质差、硬度低且不均匀；通风不合理，冷却效果差，滑环温度高；碳刷上弹簧压力不均匀或大小不适宜；碳刷在刷握里太松而发生跳动，或太紧了碳刷在刷握里卡住了等等。 2.预防措施 根据以上分析的原因，建议采取以下几点预防性措施： （1） 减小滑环直径，改进滑环通风。 （2） 勤检查恒压弹簧压力，发现恒压弹簧压力达不到规定压力或断裂、变形时，应及时更换以免造成碳刷与滑环接触不良。 （3） 采用性能良好的碳刷和新结构刷握。 （4） 加强对发电机的巡视，注意测量碳刷及集电环处的温度。 （5） 对于滑环上凸起与凹陷
9、等设备问题，要利用机组检修的机会进行车削、车磨。 四、汽轮发电机漏氢 1.原因分析 漏氢会导致发电机机内氢压不能保持额定值，将影响发电机的出力；消耗过多的氢气增加制氢站的负荷；发电机周围的漏氢与空气混合后，若氢气浓度为 4%-75%时遇电火花或高温，可能着火甚至引起爆炸。 常见的漏氢部位主要发生在：发电机端罩和机座结合面；端盖与端罩及上下半端盖结合面；端盖与密封瓦座结合面；定子引出线套管；氢气冷却器上下法兰与机壳结合面等。 漏氢形成的原因主要体现在：密封面或密封加装工艺不良；焊缝的焊接质量不良，存在气隙；转子滑环导电螺钉或转子轴中心孔端面堵板不严；氢气系统管路及附件渗漏；氢气漏入定子绕组内冷水
10、系统；密封瓦内部漏氢等方面。 2.漏氢的监测控制与处理 由于漏氢事件的频发，给电厂经济效益造成很大的影响，为此我厂采取有效措施控制与处理漏氢。 （1）加强运行监管 运行人员每天记录并计算机组漏氢量，分析漏氢趋势。氢压变化要与负荷风温等参数对照，并保持氢压高于水压 0.05MPa 以上，特别是内冷水系统有微量漏氢时。运行中要调整密封油压，使密封油压大于机内氢压 0.05MPa，注意密封瓦氢侧油压与空侧油压保持平衡。发现漏氢量逐渐增大等异常现象时，及时汇报，协助检修查找处理。 （2）按是否停机测漏与处理 由于发电机结构复杂、漏氢部位及原因很多，凭经验查找费时费力，可对漏氢情况进行分析，采用分类、分布查找方法进行查找。 结语 汽轮发电机故障诊断系统是在信息科学、材料科学、分析科学等的支持下设计建立的系统，通过对汽轮发电机运行状态参数趋势分析，与检修试验结果、无损探伤试验结果、电气绝缘检查结果等的比对分析进行故障诊断，为检修管理和决策提供科学依据，具有广泛应用价值。 参考文献 1陈有利.发电机组常见故障检测与排除J.电力信息,2005,12. 2艾欣芳.发电机组检修技术手册J.机械研究与分析,2006,4. 3张雷,孔源,田园.汽轮发电机组安全油压偏低原因分析与处理J.电站系统工程,2011 年 01 期,2011.
