火力发电厂汽轮机常见故障分析与检修研究

引言：

随着能源需求持续增长，火力发电仍在我国电力结构中占据主导地位，汽轮机作为能量转换的核心装置，其技术复杂度高、运行环境苛刻，故障率长期居高不下。随着机组向大容量、高参数方向发展，传统检修模式已难以满足故障预防需求，尽管状态监测与智能诊断技术逐步应用，但故障机理不清、检修标准不统一等问题仍制约着运维效率的提升，深入研究汽轮机故障的失效机制，优化检修策略，对降低运维成本、实现提质增效具有显著的工程价值与社会效益。

1. 针对汽轮机振动异常问题，优化转子动平衡校验

汽轮机振动异常是火力发电厂运行中的典型故障，严重影响机组的安全性和稳定性，振动问题多源于转子动平衡失调，其成因复杂，转子动平衡校验是解决振动问题的核心手段。动平衡技术则结合在线监测系统，通过振动传感器实时采集数据，分析转子的不平衡相位与幅值，实现动态调整，采用影响系数法或模态平衡法可显著提升平衡精度，减少试重次数，降低检修成本。优化动平衡校验的关键在于结合机组运行参数与历史数据，制定个性化平衡方案，引入激光对中、高速动平衡仪等先进设备，确保转子在高速运转下的稳定性，从而有效抑制振动，延长设备寿命。

针对汽轮机振动异常的检修优化，需从设计、制造、运行和维护全生命周期进行综合治理，转子制造时应严格控制材料均匀性和加工精度，避免初始不平衡，安装调试时需确保对中精度，减少附加弯矩的影响，借助在线振动监测系统实时跟踪振动趋势，结合频谱分析技术识别故障特征，如工频振动突出可能提示质量不平衡，而倍频振动则可能暗示对中不良或轴承磨损。

2. 处理汽轮机叶片结垢故障，完善高压水冲洗操作

汽轮机叶片结垢是影响机组出力和运行效率的常见故障，主要由于蒸汽品质不良导致盐分、硅化合物等杂质在叶片表面沉积，随着垢层增厚，不仅会改变叶片气动特性、降低级间效率，还可能引发局部应力集中，甚至导致叶片断裂。高压水冲洗是目前最有效的在线除垢手段，其关键在于合理控制水压、流量和冲洗角度，避免对叶片造成冲刷损伤 [1]。传统冲洗工艺多依赖经验操作，存在冲洗不均或残留死角的问题，现代优化方案采用旋转喷头与可调节喷嘴设计，结合机组负荷状态动态调整冲洗参数，确保水流覆盖所有叶片表面。

冲洗前应对水质进行严格检测，控制氯离子含量和 pH 值，防止金属部件发生点蚀或应力腐蚀，针对不同机型特点，需预先通过 CFD 模拟优化喷嘴布置方案，确保水流在复杂流道内的有效穿透。在冲洗时机选择上，宜结合机组启停过程进行，利用转子低速盘车状态实现全方位清洗，开发智能化冲洗系统成为趋势，通过压力传感器和流量计实现闭环控制，并利用图像识别技术评估除垢效果。

3. 解决汽缸结合面漏汽缺陷，改进密封面研磨工艺标准

汽缸结合面漏汽主要源于结合面密封不良，其成因包括汽缸变形、密封面划伤、螺栓预紧力不均以及高温蠕变等因素，传统研磨工艺多采用人工刮研，存在效率低、一致性差的弊端，难以满足现代大机组高精度密封要求。改进后的研磨工艺应采用数控机床辅助修整，先通过三维激光扫描精确测量结合面平面度偏差，再运用自适应研磨头进行针对性修磨，确保密封面整体平整度控制在 0.02mm/m 以内，对于局部凹陷区域，可选用低温冷焊技术进行修复，避免传统补焊导致的热变形问题。为提升汽缸密封的长期可靠性，需建立更科学的密封面维护标准体系，在机组安装阶段就应规范螺栓紧固工艺，采用液压拉伸器实现螺栓载荷的精确控制，并按照对称顺序分阶段紧固以避免结合面变形。运行维护中建议定期进行密封面状态评估，通过渗漏试验和热成像检测及时发现早期缺陷，针对不同机型特点，应制定差异化的研磨工艺参数，如对于超临界机组需采用更严格的平面度标准。

4. 应对轴承温度超标现象，强化润滑油系统滤油维护

汽轮机轴承温度超标是威胁机组安全运行的重要隐患，其成因往往与润滑油系统污染密切相关，油液中混入的机械杂质、水分及氧化产物会导致油膜质量恶化，加剧轴瓦磨损并引发局部过热。现代维护策略强调全过程油质管控，首先需优化滤油系统配置，在主回油管路增设高精度双联过滤器，实现运行中不间断切换清洗，引入离心分离与真空脱水复合净化装置，可同步去除 5μm以上颗粒物和微量水分，在滤油工艺方面，应采用逐级过滤原则，前置粗滤保护主过滤器，后置精滤确保油液清洁度达到NAS7 级以上标准。

要彻底解决轴承温度异常问题，需构建润滑油系统全生命周期管理体系，在设备选型阶段就应优先选用自清洁能力强的磁性滤芯和疏水型滤材，提升系统固有可靠性。日常维护中需建立油品检测档案，定期化验黏度、酸值及污染度等关键指标，及时发现油液劣化趋势，在检修工艺方面，要求每次大修后必须进行油系统循环冲洗，直至管路死角残留杂质完全清除。应规范滤芯更换标准，不仅依据压差报警，还需结合累计运行时间综合判断，对于高温轴承部位，可考虑增设局部油雾润滑装置作为补充冷却手段。

5. 修复调节系统卡涩故障，优化油动机滑阀检修技术要点

滑阀卡涩主要源于油质污染导致的机械杂质堆积、滑阀配合面磨损以及油中水分引发的腐蚀等问题，传统的检修方法往往局限于解体清洗和简单研磨，难以彻底恢复滑阀的运动精度。优化后的检修技术应建立标准化流程：首先采用高精度圆度仪检测滑阀与套筒的配合间隙，确保控制在 0.01-0.03mm 范围内，其次运用超声波清洗技术彻底清除内部油垢，配合专用研磨工具对滑阀棱边进行精密修整，最后采用激光熔覆技术修复磨损部位，恢复原始尺寸精度 [2]。检修过程中需特别注意滑阀工作面的表面粗糙度控制，采用金刚石研磨膏进行镜面处理，使表面粗糙度达到Ra0.2 以下。

构建预防性维护体系并优化日常运维标准才能预防油动机滑阀重复故障，油质管理上应严格执行抗燃油颗粒度控制标准，确保油液清洁度维持在 NAS5级以内，并定期检测酸值和电阻率指标。采用模块化维修方式，将滑阀组件整体更换后离线检修，缩短机组停机时间，应开发专用检测装置，实时监测滑阀行程曲线和动作时间，早期识别卡涩征兆，针对不同型号油动机，需制定差异化的检修周期和技术标准，特别是对于频繁调节的机组应缩短维护间隔。

结语：

汽轮机故障分析与检修技术的研究，是保障火力发电厂安全经济运行的重要环节，随着人工智能与大数据技术的深度融合，汽轮机运维将向智能化、标准化方向加速发展。通过持续优化故障诊断模型、完善检修标准体系，有望进一步提升机组的可靠性与经济性，为我国能源行业的绿色转型与可持续发展注入新动力，本研究不仅为现场运维提供了参考，也为相关技术的创新突破奠定了理论基础。

参考文献：

[1] 刘刚 . 火力发电厂汽轮机常见故障分析与检修研究 [J]. 中国设备工程 ,2022,(02):43-44.

[2] 姜永超 . 火力发电厂汽轮机常见故障分析及解决措施 [J]. 设备管理与维修 ,2021,(24):58-59.