汽轮机的运行监视技术浅析

摘 要 正确进行汽轮机的启动、暖机和加负荷是汽轮机维护的首要工作，是确保安全、连续平稳运行的关键。汽轮机大多数是带负荷启动，随机组转速增加，负荷也将成比例地增加，汽轮机启动时部件的附加热应力、热膨胀、热变形都比驱动发电机的汽轮机更为剧烈。所以运行人员应经常对机组进行正确的维护，按操作规程操作，而监视和调整是保证汽轮机组安全运行的前提。

关键词 汽轮机；运行监视；安全运行

中图分类号：TK267 文献标识码：A 文章编号：1671―7597（2013）031-076-01

轮机组正常运行时，应对其引发报警和跳闸信号的主要运行参数（新蒸汽温度、压力，凝汽器真空、监视段压力、轴位移、热膨胀，轴振动、排汽压力等）进行监视。这些参数对汽轮机的安全运行和经济性起着关键性的作用。因此运行人员应对这些参数进行监视，并对其进行调整，使之符合操作规程的要求。

1 主蒸汽压力和温度的监视

主蒸汽压力允许在规定额定压力±0.05 MPa范围内变化。在机组突然失去全部或大部分负荷时，虽然锅炉安全阀动作，汽轮机仍会短时问超压。汽轮机调节系统的反应使调节汽阀瞬时关闭，然后稍微开启，故超压主要冲击调节汽阀以前的管道系统。运行中由于锅炉调节不当引起的超压会影响到汽轮机内部。当主蒸汽压力超过上限值时，应予以调整。蒸汽压力过高时，可采用关小隔离汽阀（或总汽阀）进行节流降压。当蒸汽压力降低时，应按操作规程规定降低负荷，但蒸汽压力降低不能影响用汽的辅助设备（如抽气器等）运行。主蒸汽温度也应控制在额定温度±5℃（或：溢）范围以内，当数值超过上述变化范围时，应予以调整。当超过极限值时，就应按照运行操作规程规定减低负荷或停机，并应加强蒸汽管道和汽缸疏水，并及时提高温度。当蒸汽温度过高时，会使金属部件的机械强度降低，引起金属的蠕变，导致设备的损坏和缩短设备的使用寿命。所以，在高温下长期运行是极其危险的，一般规定在允许上限温度下连续运行不得超过30 min，全年累计时间不得超过20 h。主蒸汽温度变化的原因是：锅炉燃烧调整不当，减温水失控，过炉给水质量不合格而引起汽水共腾和锅炉满水。燃烧调整一般对汽温的影响不太大，可由减温器予以部分或全部补偿。减温水失控能引起汽温的剧烈变化，也能引起汽轮机的一定程度的水击。若能及时发现减温水过高或过低，就容易及时纠正，而由于锅炉汽水共腾或满水引起的气温骤降却是难以迅速恢复的。

2 排汽压力的监视

凝汽器真空及排汽压力是汽轮机经济性主要参数之一，如其他条件不变，真空度每变化1%，汽轮机的汽耗率平均要变化1%～2%，所以正常运行中应保持真空的最佳值。真空过低除影响机组经济性外，还会影响机组的安全运行，故一般规定：排汽压力升高到0.015 MPa（即真空度下降到647.5 mmHg）时，应降低负荷；排汽压力升高到0.03 MPa左右时，应将负荷全部卸完，如短时间内真空度还不能升高，应按操作规程规定的条件实行故障停机。

3 监视段压力

汽轮机带负荷运行中，应监视其内部的清洁状况，通常在汽轮机调节级汽室、各调整抽汽室和非调整抽汽室以及某几级压力级汽室装有压力表，监视其压力值的变化，来判断汽轮机通流部分是否损坏或结垢。对于凝汽式汽轮机，在压力级的通流截面积没有变化和没有结垢的情况下，调整段的压力与该处蒸汽流量成正比。所以一方面调整段压力可作为流量变化的监视点；另一方面在蒸汽流量不变时，压力级结垢会引起压力升高，所以也是监督结垢情况的监视点。同样，一般情况下，凝汽式汽轮机各非调整抽汽点的压力和该处流量也基本是成正比关系。因此，通过各抽汽段压力变化也可以监视其流量。

4 振动情况的监视

对于高速运行的汽轮机，要求其根本不存在振动是不现实的，因此允许存在一定程度的振动。但汽轮机的振动应控制在一个适当的范围内，又不至于危及汽轮机组的安全运行。一台汽轮机的振动水平关系到结构设计、原材料质量、制造工艺、安装、检修工艺以及运行维护水平等因素，所以一台汽轮机的振动状况是设计、制造、安装、检修和运行维护水平的综合能力的体现。一个国家在制定振动标准时，不但要考虑需要，还应考虑技术上的可能性。因此振动标准实际上是汽轮机在一定时期内的制造和安装、检修及运行的经验的总结。除设备结构和制造、安装质量不佳的原因外，汽轮机带负荷运行中发生异常振动，可能是由于负荷或新蒸汽参数变化过快，致使机组膨胀或收缩不均匀而引起的；也可能是由于油的油质、油温不符合要求，使轴承的油膜遭到破坏而引起振动。轴向位移增大使汽轮机动静部分之间发生摩擦，以及转子部件的侵蚀、结垢或叶片飞脱使转子动不平衡也能引起机组振动增加。汽封摩擦、叶片断落、水冲击、轴瓦间隙过大、轴瓦过盈量过小以及轴对中不良等也是产生振动的原因。另外机组基础下沉也会引起振动发生。当发现汽轮机运行中，突然强烈振动并伴有异常声响时，则应破坏真空，紧急停机，以减少汽轮机的损坏，避免事故扩大。因此，振动停机时，应记录转子的惰走情况，并倾听汽轮机内部声响，作为判断、分析事故的参考。

5 轴向位移的监视

汽轮机转子的轴向位移是用来监视推力轴承工作状况的指标。汽轮机带负荷运行时，轴向力作用在转子上。推力轴承用来承受转子上的轴向推力，从而保持汽轮机汽缸与其他静止部件与转子的相对位置，保证动静部分之问的轴向间隙。若轴向推力过大时，推力盘与推力瓦块巴氏合金之间的摩擦力增加，使推力轴承温度升高和推力轴承回油温度升高，并会使油膜破坏而导致推力轴承瓦块烧毁事故的发生，造成动静部分发生摩