燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組振動(dòng)原因與處理研究

居艷勇

摘 要：在燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定振動(dòng)的情況，嚴(yán)重影響到機(jī)組的安全運(yùn)行。文章對(duì)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組出現(xiàn)不穩(wěn)定振動(dòng)的常見表現(xiàn)進(jìn)行概括，在具體分析導(dǎo)致燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組出現(xiàn)不穩(wěn)定振動(dòng)的原因后，以某功率的燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組為例，主要探討隨運(yùn)行工況變化而出現(xiàn)的不穩(wěn)定振動(dòng)的故障診斷與處理方法。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啠话l(fā)電機(jī)組；振動(dòng)原因；處理

中圖分類號(hào)：TK477；TH11311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）09-0110-01

1 燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)概述

燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)是一種常見的發(fā)電機(jī)，在工業(yè)上使用較為廣泛。其主要是由燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā)電機(jī)組成，屬于旋轉(zhuǎn)葉輪式發(fā)電機(jī)，利用熱能的轉(zhuǎn)化進(jìn)行發(fā)電。燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的的啟動(dòng)十分穩(wěn)定，性能優(yōu)越且發(fā)電質(zhì)量好。燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的質(zhì)量和體積都比較小，便于搬運(yùn)。而且其工作原理和組成機(jī)構(gòu)很容易掌握，所以保養(yǎng)維修工作一般很容易進(jìn)行。在實(shí)際的發(fā)電過(guò)程中，燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)發(fā)出的噪聲較小，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染，所以受到人們的喜愛。

燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)出現(xiàn)不穩(wěn)定振動(dòng)是其運(yùn)行過(guò)程中常見的問(wèn)題，這些不穩(wěn)定振動(dòng)的表現(xiàn)形式多種多樣，常見的有隨時(shí)間變化而變化的，還有隨機(jī)組運(yùn)行工況變化而變化的。其中隨機(jī)組運(yùn)行工況變化而變化的振動(dòng)是最常見的，主要是在有功負(fù)荷變化的情況下出現(xiàn)變化。隨時(shí)間變化而變化的振動(dòng)情況主要發(fā)生在使用年限比較久的發(fā)電機(jī)上，一般不對(duì)這種情況下的振動(dòng)進(jìn)行分析。

2 燃?xì)廨啓C(jī)組常見的不穩(wěn)定振動(dòng)現(xiàn)象

燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組出現(xiàn)的不穩(wěn)定振動(dòng)情況，通常分為振動(dòng)緩慢增加和振動(dòng)突然加劇兩種。這兩種振動(dòng)情況的出現(xiàn)有多種可能的原因，但總體而言，是因?yàn)闄C(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的工況發(fā)生變化。

2.1 振動(dòng)緩慢增加

在一些時(shí)候，燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)緩慢增加的情況。這主要是隨著機(jī)組的負(fù)荷增大，振動(dòng)現(xiàn)象會(huì)穩(wěn)定一段時(shí)間，然后再逐漸增大，在降低機(jī)組負(fù)荷后振動(dòng)不會(huì)立即減弱。根據(jù)相關(guān)分析，機(jī)組的振動(dòng)隨機(jī)組負(fù)荷增加而緩慢增大主要與機(jī)組的受熱情況有關(guān)，其中存在著一個(gè)熱變量，且熱變量會(huì)隨負(fù)荷的增大而不斷增加。熱變量主要有兩種形式，分別與空負(fù)荷情況下的振動(dòng)呈正相關(guān)和完全不相關(guān)，由于這兩種形式有明顯的區(qū)別，所以很容易區(qū)分。

2.2 振動(dòng)突然加劇

在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)突然加劇的情況，主要表現(xiàn)為有功負(fù)荷變化時(shí)，振動(dòng)的幅值與相位隨機(jī)組負(fù)荷的增加、解列和并列出現(xiàn)突然變化的情況。在機(jī)組的有功負(fù)荷處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，振動(dòng)的幅值和相位也相對(duì)穩(wěn)定。根據(jù)分析實(shí)際情況，振動(dòng)突然增加的現(xiàn)象與機(jī)組的受熱狀態(tài)沒(méi)有關(guān)系。

3 造成燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組出現(xiàn)不穩(wěn)定振動(dòng)的原因

3.1 燃?xì)廨啓C(jī)組振動(dòng)緩慢增加的常見原因

在引起燃?xì)廨啓C(jī)組振動(dòng)緩慢增加的情況中，原因可能是氣缸的膨脹不良，也可能是轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱彎曲。導(dǎo)致這些情況的主要原因有以下幾點(diǎn)：

①轉(zhuǎn)軸上的應(yīng)力過(guò)大。轉(zhuǎn)子在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)因?yàn)槟Σ猎龃蠖粩嗍軣?，由于轉(zhuǎn)子在受熱后極易出現(xiàn)變形，所以應(yīng)力過(guò)大情況下的長(zhǎng)時(shí)間受熱最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱彎曲。

②轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔局部堵塞。轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔承擔(dān)者排除多余熱量的任務(wù)，由于通風(fēng)孔的局部堵塞，轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量無(wú)法散發(fā)出去，導(dǎo)致內(nèi)部溫度逐漸升高而使轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱彎曲。

③轉(zhuǎn)軸材質(zhì)不勻。轉(zhuǎn)軸在發(fā)電機(jī)工作的過(guò)程中會(huì)吸收部分熱量，并將熱量散發(fā)到轉(zhuǎn)軸的各個(gè)位置。在轉(zhuǎn)軸材質(zhì)不勻的情況下，由于不同材質(zhì)的導(dǎo)熱能力不同，所以會(huì)出現(xiàn)受熱不均的情況，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱彎曲。

④轉(zhuǎn)軸上有裂紋。當(dāng)轉(zhuǎn)軸上存在裂紋的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致熱阻在直徑方向上不均勻。而熱阻的變化將會(huì)影響轉(zhuǎn)軸的熱傳導(dǎo)，在熱傳導(dǎo)不能正常進(jìn)行的時(shí)候，轉(zhuǎn)子就會(huì)因受熱不均出現(xiàn)熱彎曲。

⑤轉(zhuǎn)子線圈局部或匝間短路。轉(zhuǎn)子線圈出現(xiàn)短路的時(shí)候，電流不能通過(guò)將會(huì)使線圈產(chǎn)生大量熱量，在線圈的熱量影響下，轉(zhuǎn)子溫度上升，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子會(huì)出現(xiàn)熱彎曲。

⑥轉(zhuǎn)子中心孔有油或水。在轉(zhuǎn)子中心孔上有油或水的時(shí)候，也會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的非正常受熱而出現(xiàn)熱彎曲。

⑦導(dǎo)電部件松動(dòng)或銅線膨脹受阻。在這種情況下，氣缸的膨脹將會(huì)受到影響，最終出現(xiàn)氣缸膨脹不良的情況。

對(duì)于氣缸熱膨脹不良和轉(zhuǎn)子熱彎曲而使發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)不穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，很難在運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)找出引起振動(dòng)的原因，在很快找到原因的情況下，一些故障也不能及時(shí)排除。所以當(dāng)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組出現(xiàn)不穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，應(yīng)及時(shí)停止運(yùn)行，然后讓相關(guān)工作人員在時(shí)間充足的狀態(tài)下仔細(xì)查找振動(dòng)原因，然后采取相應(yīng)措施。實(shí)際的工作中可以先弄清楚機(jī)組軸系布置，根據(jù)軸系布置查找振動(dòng)原因。

3.2 振動(dòng)突然增加的原因

對(duì)于發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)突然增加的情況，主要是因?yàn)榛顒?dòng)式聯(lián)軸器活動(dòng)部件在傳遞扭矩發(fā)生變化時(shí)，突然出現(xiàn)徑向上的不對(duì)稱位移，轉(zhuǎn)子的平衡狀態(tài)因此而發(fā)生變化，從而改變轉(zhuǎn)子的振動(dòng)情況。振動(dòng)突然增加時(shí)出現(xiàn)可以迅速根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況找出原因，所以相對(duì)于振動(dòng)緩慢變化的情況，振動(dòng)突然增加對(duì)發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行造成的影響更小。

在燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，造成發(fā)電機(jī)組不穩(wěn)定振動(dòng)的原因還有很多。其中有傾瓦失穩(wěn)、軸承潤(rùn)滑油外泄、在軸瓦端積有較厚的油碳化物等均可能引起機(jī)組的不穩(wěn)定振動(dòng)。但這些原因?qū)е碌牟环€(wěn)定振動(dòng)出現(xiàn)的概率較小，并且很容易識(shí)別，處理的方法也較為簡(jiǎn)單。所以在燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)出現(xiàn)不穩(wěn)定振動(dòng)的時(shí)候一般不作考慮，只有在排除常規(guī)振動(dòng)原因后才會(huì)對(duì)其進(jìn)行考慮。

4 故障的診斷與處理

4.1 故障的診斷

在一些情況下，燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)出現(xiàn)不穩(wěn)定振動(dòng)的情況時(shí)，可以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中根據(jù)具體的振動(dòng)進(jìn)行故障的判斷。這主要是針對(duì)特點(diǎn)明顯的振動(dòng)狀況，或者是有經(jīng)驗(yàn)豐富的維修人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)。但是大多數(shù)情況下，出于對(duì)安全的考慮。所以必須要在機(jī)器停止運(yùn)行后才能對(duì)機(jī)器進(jìn)行故障檢查。因?yàn)槿細(xì)廨啺l(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以在查找故障的過(guò)程中要按照一定的步驟進(jìn)行。最好是先從發(fā)電機(jī)的內(nèi)部檢查，然后逐漸向外延伸。這樣既能保證檢查的有序進(jìn)行，還能順便檢查發(fā)電機(jī)存在的其它問(wèn)題。因?yàn)檗D(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)與振動(dòng)緩慢增加有密切的關(guān)聯(lián)，所以當(dāng)振動(dòng)緩慢變化時(shí)可重點(diǎn)檢查轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸。

4.2 故障的處理

故障的處理可以分為兩種情況，其中一種是故障原因能確定，另一種則是故障原因不能確定。一般情況下振動(dòng)突然增加的原因比較容易確定，所以只需根據(jù)實(shí)際情況采取應(yīng)對(duì)措施。具體可通過(guò)更換磨損件來(lái)徹底解決不穩(wěn)定振動(dòng)突然增加的情況，而在不能及時(shí)更換磨損件時(shí)，可通過(guò)高速平衡的方法來(lái)暫時(shí)緩解振動(dòng)突然增加的狀態(tài)。但是出于對(duì)安全生產(chǎn)的考慮，最好是在找到故障原因的時(shí)候立即更換相應(yīng)的損壞設(shè)備。根據(jù)發(fā)電機(jī)的機(jī)構(gòu)組成，可按照結(jié)構(gòu)進(jìn)行有序的故障處理。

對(duì)于不能及時(shí)確定原因的振動(dòng)情況，以振動(dòng)緩慢增加時(shí)較多。在運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)不能及時(shí)找出原因的情況下，一般可采用高速平衡對(duì)機(jī)組的振動(dòng)進(jìn)行改善，抑制振動(dòng)隨負(fù)荷的增加而增加或盡量將其控制在一定范圍內(nèi)。在振動(dòng)情況明顯得到緩解時(shí)，可以不再進(jìn)行維修。但在振動(dòng)情況反復(fù)出現(xiàn)的時(shí)候，就必須要及時(shí)查找振動(dòng)原因并將其解決。

5 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)于燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組的不穩(wěn)定振動(dòng)，一般情況下較難檢查，為了不影響正常的生產(chǎn)活動(dòng)，可以在其運(yùn)行的時(shí)候采用一定的方法進(jìn)行臨時(shí)緩解。在機(jī)組停止運(yùn)行的時(shí)候，再通過(guò)有效的方法對(duì)機(jī)組進(jìn)行全面的檢查。在查找到具體原因后，再對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行全面的維修處理。這樣能夠在一定程度上避免生產(chǎn)節(jié)奏被打亂，影響發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

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