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 (6)1 绪论 (6)2 汽轮机简介 (8)2.1 汽轮机静子部分简介 (8)2.2凝汽设备简介 (8)2.3抽气器简介 (9)2.4汽轮机调节系统的作用与基本要求 (9)3 C25-4.90/0.981/470℃汽轮机常见故障及处理措施 (10)3.1 不正常振动 (10)3.1.1 安装或检修质量不良 (10)3.1.2管道 (10)3.1.3汽轮机滑销系统装配、调整不当 (10)3.1.4 对中不好 (11)3.1.5 轴承 (11)3.1.6汽轮机与被驱动机的轴向定位不符合要求 (10)3.1.7 运行操作 (10)3.1.8发电机设备缺陷 (11)3.2转子轴向位移过大及汽轮机水冲击 (11)3.3 油系统故障及排除 (15)3.3.1压力油油压偏低 (15)3.3.2 主、辅油泵切换困难 (16)3.3.3 漏油 (16)3.3.4 油管路振动 (17)3.4 调节保安系统故障及排除 (17)3.4.1 速关阀开启不正常 (17)3.4.2速关阀油缸漏油(外泄漏) (20)3.4.3 错油门滑阀故障 (21)3.4.4 二次油压高频振荡 (21)3.5 凝汽系统故障及排除 (21)4 总结 (23)参考文献 (24)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。