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[摘 要]针对热电厂汽轮机易发故障的诊断与防治措施问题，本文介绍了汽轮机运行故障诊断技术的应用，主要有检测仪器的使用方法和对汽轮机故障形成机理的分析，探讨了汽轮机故障诊断方法分析，提出了对汽轮机的常见故障的诊断，具体有汽轮机故障表现和对汽轮机的故障征兆的分析。为汽轮机的故障诊断提出了相应措施。
[关键词] 热电厂 汽轮机 易发故障 防治措施 故障诊断
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-0615-01
0引言
电力能源是当今社会的主要能源之一，人类社会已经与电能结下了不可分离的联系，日常生活和生产都离不开电能源，同时它又是一种绿色能源。热电厂是利用汽轮机来生产电力能源的，这种生产电能的方式，主要利用的设备之一是汽轮机设备，在高科技时代，它已经发展为大型化、高速化的发电设备，汽轮机的自动控制能力也由于计算机的发展，得到告诉提高，使汽轮机的操作简单，同时又向大功率的方向发展。这不仅可以提高生产效率， 而且可以解放生产力。但复杂的控制系统虽然使操作变得简单，但其维修和养护工作变得复杂了。因必然增加了维护的难度。在电能生产是连续化作业，这就要求汽轮机在生产中必须保持正常运转，不能出现中断现象，否则就会使广大居民和生产用电带来困难。因此，必需关注对汽轮机设备的维护和维修，这对于热电厂汽轮机的安全运转具有重要的现实意义。因此，在汽轮机工作时间，要及时发现汽轮机运行的异常现象，坚决把故障控制在萌芽之中，在故障出现不正常前兆使，就要及时发现，采取相应的措施，避免发生重大事故。同时要按制度要求，实事求是的填写生产记录，这样不仅可以避免较大的经济损失，而且还可以缩短设备的维修时间和费用。用科学手段保证汽轮机的运行安全。
1 汽轮机运行故障诊断技术的应用
1.1 检测仪器的使用
在高科技时代，检测仪器的种类繁多，对于汽轮机运行故障诊断的检测，也必需依靠先进的诊断仪器，也就是利用先进仪器来检测到微弱的不正常振动信号，这对汽轮机可能出现机械故障诊断是保证安全运行的重要课题。对汽轮机运转振动信号的检测，目前采用的方法是快速傅立叶变换（FFT）的检测方法。因为不同种类的传感器，具有不同的可测频率范围，而FFT可以对很多平稳信号的情况具有适用性，使其在实际检测工作中，得到广泛的应用。对于接触式传感器中，就可以利用这个原理得到稳定的数据。但是，在对汽轮机的实际应用中，检测需要发现的很多信号是非线性的，这就增加了检测信号难度，因此，为了提高信号的分辨精度，对新信号分析与处理的方法的研究和实践，就是检测信号技术领域重要研究方向。随着计算机技术的发展，对汽轮机震动信号的分析和研究的方法可以分为不同的分析方法，如Winger变换、小波变换、全息谱分析、延时嵌陷分析、信号的分维数计算等。
1.2 对汽轮机故障形成机理的分析
掌握汽轮机可能出现的故障机理，是保证汽轮机安全运行的基础，因此，分析研究汽轮机的故障机理，是提高汽轮机故障诊断领域中的基础的工作。目前的研究方向是要从掌握汽轮机故障发生的规律和发生前的征兆方面研究。在这些方法中，计算机仿真是常用的研究方法。这个方法是先建立描述汽轮机设备和行为的数学模型，再开发出相应的仿真软件，然后对一些典型汽轮机设备故障进行数值仿真。它的优点是不受现场和实验室的条件限制，有利于预防汽轮机的故障发生，它的缺点是应用范围扩大困难，因为首先要建立数学模型，同时，这种研究方法还存在着如何验证数学模型的准确性，否则实验结果会有一定的误差。
2 汽轮机故障诊断方法分析
汽轮机故障分析的方法较多，利用频谱分析是检验汽轮机故障中常使用方法之一。研究噪声频谱是为了深入了解噪声源的特性，进而帮助寻找主要的噪声污染源，为噪声控制提供依据。幅值谱表示对应于各频率的谐波振动分量所具有的振幅，这在实际过程中比较直观。利用频谱分析，可以将设备可能构成信号的频率成分都分解开来，以便于对振源的识别。进行频谱分析可按不同层次进行。第一，首先要从高、中、低频段进行分析，初步了解主故障发生的部位。第二，还要从工频、超谐波、次谐波进行分析，这样就可以用以确定转子发生故障的范围。在分析幅值谱的变化时，可以观察到测得谱峰的变化状况，如果要确定它们是单调增大，单调减少，还是波动或无固定趋势。还应确定哪些谱峰是同步变化的？哪些谱峰没有发生变化？是否有新的频率成分出现？是否有新的频率成分出现？转子同一部分各测点振动之间，或相近部位各测点的振动之间振动谱上的相互联系，各种变化的快慢等等，测的这些数据，就可以掌握对汽轮机故障的诊断的分析。
3 汽輪机的常见故障的诊断
随着检测仪器的发展，近十几年来国内有关单位对机组振动故障处理的历史和经验教训说明，对振动故障的定性一般并不困难，但在确定故障的具体原因时，由于对造成故障的机理分析有分歧，使得误判时有发生。因此，对汽轮机组振动故障诊断，还应掌握一定的基础理论和科学的分析能力，这样才能快捷地找出故障的确切原因，提出正确的根治措施，而不致盲目地一概采用现场高速动平衡的方法，使表面上振动有所减小，实际上并没有得到根治，汽轮机组经过一段时间的运行后，振动重复出现。振动故障形态有很多类型，总计起来可以有数十种之多，但其中数种常见故障的发生率占了总数的95%以上。如果能对这些典型的振幅故障做出准确的判断，则可以基本上达到生产实际的需要，保证汽轮机的安全生产。
3.1 汽轮机故障表现
在某热电厂的汽轮机发电机组中，其中某汽轮发电机组和B汽轮发电机组在近年来共发生三次未级、次未级叶片运行过程中脱落事故。这二台机组的设备均为某城市汽轮机厂生产的C50系列机组。故障出现时，汽轮机正在运行中，突然出现振动增大，其中A台机的振动频率激增，在现场可明显感觉到汽轮机震动导致机组基础的振动，操作人员随即便打闸停机，并对现场情况进行记录。而B台汽轮机在叶片脱落后，由于现场离控制室相隔仅60m距离，预先假设的振动探头可以显示汽轮机振动频率增大的现象，这对在现场的操作人员是基本感觉不到已经发生的异常震动。
3.2 对汽轮机的故障征兆的分析
在对A台和B台汽轮机的故障分析中，由于A台汽轮机故障振动频率激增，这种突发事故前没有征兆，难于控制，对其原因分析也比较困难。但通过对B台汽轮机在叶片脱落前后的频谱对比发现，汽轮机在叶片脱落前，次未级的故障频率已有上升，表明次未级叶片在出现裂纹时就已经存在问题。这是完全可以预见的故障。
4 结语
在小康社会的建设中，要保证汽轮机的安全运行，杜绝汽轮机的易发故障，在这些易发故障中，非正常振动故障对安全影响的危害最大，发生频率也比较高。因此，如果能够对这些常见故障了解和掌握，就能够满足电厂汽轮机运转安全的实际要求。就能够保证发电厂汽轮机设备的安全运行，因此，应用汽轮机生产状态的监测与故障诊断技术，利用预知维修取代传统的事后维修是历史选择的必然。
参考文献
[1] 闫凤玲.浅议热电厂汽轮机故障检修[J].科技促进发展（应用版）2010-02-15.
[2] 柳向平.热电厂汽轮机振动异常原因分析及故障排除[J].科技致富向导.2012-03-20.
[3] 张蓓.基于RBF神经网络的汽轮机故障诊断[J].黑龙江科技信息.2012-12-15.
[4] 李功文.小波分析技术在汽轮机故障诊断中的应用[J].机械工程师.2012-12-10.
[关键词] 热电厂 汽轮机 易发故障 防治措施 故障诊断
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-0615-01
0引言
电力能源是当今社会的主要能源之一，人类社会已经与电能结下了不可分离的联系，日常生活和生产都离不开电能源，同时它又是一种绿色能源。热电厂是利用汽轮机来生产电力能源的，这种生产电能的方式，主要利用的设备之一是汽轮机设备，在高科技时代，它已经发展为大型化、高速化的发电设备，汽轮机的自动控制能力也由于计算机的发展，得到告诉提高，使汽轮机的操作简单，同时又向大功率的方向发展。这不仅可以提高生产效率， 而且可以解放生产力。但复杂的控制系统虽然使操作变得简单，但其维修和养护工作变得复杂了。因必然增加了维护的难度。在电能生产是连续化作业，这就要求汽轮机在生产中必须保持正常运转，不能出现中断现象，否则就会使广大居民和生产用电带来困难。因此，必需关注对汽轮机设备的维护和维修，这对于热电厂汽轮机的安全运转具有重要的现实意义。因此，在汽轮机工作时间，要及时发现汽轮机运行的异常现象，坚决把故障控制在萌芽之中，在故障出现不正常前兆使，就要及时发现，采取相应的措施，避免发生重大事故。同时要按制度要求，实事求是的填写生产记录，这样不仅可以避免较大的经济损失，而且还可以缩短设备的维修时间和费用。用科学手段保证汽轮机的运行安全。
1 汽轮机运行故障诊断技术的应用
1.1 检测仪器的使用
在高科技时代，检测仪器的种类繁多，对于汽轮机运行故障诊断的检测，也必需依靠先进的诊断仪器，也就是利用先进仪器来检测到微弱的不正常振动信号，这对汽轮机可能出现机械故障诊断是保证安全运行的重要课题。对汽轮机运转振动信号的检测，目前采用的方法是快速傅立叶变换（FFT）的检测方法。因为不同种类的传感器，具有不同的可测频率范围，而FFT可以对很多平稳信号的情况具有适用性，使其在实际检测工作中，得到广泛的应用。对于接触式传感器中，就可以利用这个原理得到稳定的数据。但是，在对汽轮机的实际应用中，检测需要发现的很多信号是非线性的，这就增加了检测信号难度，因此，为了提高信号的分辨精度，对新信号分析与处理的方法的研究和实践，就是检测信号技术领域重要研究方向。随着计算机技术的发展，对汽轮机震动信号的分析和研究的方法可以分为不同的分析方法，如Winger变换、小波变换、全息谱分析、延时嵌陷分析、信号的分维数计算等。
1.2 对汽轮机故障形成机理的分析
掌握汽轮机可能出现的故障机理，是保证汽轮机安全运行的基础，因此，分析研究汽轮机的故障机理，是提高汽轮机故障诊断领域中的基础的工作。目前的研究方向是要从掌握汽轮机故障发生的规律和发生前的征兆方面研究。在这些方法中，计算机仿真是常用的研究方法。这个方法是先建立描述汽轮机设备和行为的数学模型，再开发出相应的仿真软件，然后对一些典型汽轮机设备故障进行数值仿真。它的优点是不受现场和实验室的条件限制，有利于预防汽轮机的故障发生，它的缺点是应用范围扩大困难，因为首先要建立数学模型，同时，这种研究方法还存在着如何验证数学模型的准确性，否则实验结果会有一定的误差。
2 汽轮机故障诊断方法分析
汽轮机故障分析的方法较多，利用频谱分析是检验汽轮机故障中常使用方法之一。研究噪声频谱是为了深入了解噪声源的特性，进而帮助寻找主要的噪声污染源，为噪声控制提供依据。幅值谱表示对应于各频率的谐波振动分量所具有的振幅，这在实际过程中比较直观。利用频谱分析，可以将设备可能构成信号的频率成分都分解开来，以便于对振源的识别。进行频谱分析可按不同层次进行。第一，首先要从高、中、低频段进行分析，初步了解主故障发生的部位。第二，还要从工频、超谐波、次谐波进行分析，这样就可以用以确定转子发生故障的范围。在分析幅值谱的变化时，可以观察到测得谱峰的变化状况，如果要确定它们是单调增大，单调减少，还是波动或无固定趋势。还应确定哪些谱峰是同步变化的？哪些谱峰没有发生变化？是否有新的频率成分出现？是否有新的频率成分出现？转子同一部分各测点振动之间，或相近部位各测点的振动之间振动谱上的相互联系，各种变化的快慢等等，测的这些数据，就可以掌握对汽轮机故障的诊断的分析。
3 汽輪机的常见故障的诊断
随着检测仪器的发展，近十几年来国内有关单位对机组振动故障处理的历史和经验教训说明，对振动故障的定性一般并不困难，但在确定故障的具体原因时，由于对造成故障的机理分析有分歧，使得误判时有发生。因此，对汽轮机组振动故障诊断，还应掌握一定的基础理论和科学的分析能力，这样才能快捷地找出故障的确切原因，提出正确的根治措施，而不致盲目地一概采用现场高速动平衡的方法，使表面上振动有所减小，实际上并没有得到根治，汽轮机组经过一段时间的运行后，振动重复出现。振动故障形态有很多类型，总计起来可以有数十种之多，但其中数种常见故障的发生率占了总数的95%以上。如果能对这些典型的振幅故障做出准确的判断，则可以基本上达到生产实际的需要，保证汽轮机的安全生产。
3.1 汽轮机故障表现
在某热电厂的汽轮机发电机组中，其中某汽轮发电机组和B汽轮发电机组在近年来共发生三次未级、次未级叶片运行过程中脱落事故。这二台机组的设备均为某城市汽轮机厂生产的C50系列机组。故障出现时，汽轮机正在运行中，突然出现振动增大，其中A台机的振动频率激增，在现场可明显感觉到汽轮机震动导致机组基础的振动，操作人员随即便打闸停机，并对现场情况进行记录。而B台汽轮机在叶片脱落后，由于现场离控制室相隔仅60m距离，预先假设的振动探头可以显示汽轮机振动频率增大的现象，这对在现场的操作人员是基本感觉不到已经发生的异常震动。
3.2 对汽轮机的故障征兆的分析
在对A台和B台汽轮机的故障分析中，由于A台汽轮机故障振动频率激增，这种突发事故前没有征兆，难于控制，对其原因分析也比较困难。但通过对B台汽轮机在叶片脱落前后的频谱对比发现，汽轮机在叶片脱落前，次未级的故障频率已有上升，表明次未级叶片在出现裂纹时就已经存在问题。这是完全可以预见的故障。
4 结语
在小康社会的建设中，要保证汽轮机的安全运行，杜绝汽轮机的易发故障，在这些易发故障中，非正常振动故障对安全影响的危害最大，发生频率也比较高。因此，如果能够对这些常见故障了解和掌握，就能够满足电厂汽轮机运转安全的实际要求。就能够保证发电厂汽轮机设备的安全运行，因此，应用汽轮机生产状态的监测与故障诊断技术，利用预知维修取代传统的事后维修是历史选择的必然。
参考文献
[1] 闫凤玲.浅议热电厂汽轮机故障检修[J].科技促进发展（应用版）2010-02-15.
[2] 柳向平.热电厂汽轮机振动异常原因分析及故障排除[J].科技致富向导.2012-03-20.
[3] 张蓓.基于RBF神经网络的汽轮机故障诊断[J].黑龙江科技信息.2012-12-15.
[4] 李功文.小波分析技术在汽轮机故障诊断中的应用[J].机械工程师.2012-12-10.