電廠發(fā)電機振動故障及處理

李丹東

摘 要：電廠發(fā)電機在工作過程中會出現(xiàn)各種異常故障，對發(fā)電機的工作性能產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時還可能會引發(fā)安全事故。異常振動是發(fā)電機故障中的一種常見問題，本文對電廠發(fā)電機異常振動故障進行分析，并且提出發(fā)電機振動故障處理和預(yù)防方法，旨在提高發(fā)電機正常運行水平。

關(guān)鍵詞：電廠發(fā)電機 振動故障 解決方法

中圖分類號：TM621 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082 （2017） 04-0223-01

引言

振動故障是發(fā)電機運行過程中的常見故障類型，通常是由于發(fā)電機的轉(zhuǎn)動部分不平衡、電磁方面或機械故障引發(fā)的，在電廠運行過程中發(fā)電機的工作性能以及工作狀態(tài)對電廠的工作有十分重要的影響，提高發(fā)電機運行質(zhì)量必須要從預(yù)防發(fā)電機故障著手。發(fā)電機振動故障帶來的影響比較大，在日常運行過程中必須要找到發(fā)電機振動故障的原因，及時做好檢修維護，以減少發(fā)電機故障發(fā)生率。

一、電廠發(fā)電機異常振動的危害

振動是發(fā)電機在正常的運行狀態(tài)下的一種正常現(xiàn)象，這種振動是一種有規(guī)律的振動，而且振動的幅度不會太大，因此對發(fā)電機的運行產(chǎn)生的影響也是在允許范圍之內(nèi)，所以不會造成其他事故。但是在運行過程中對于一些異常振動，超出發(fā)電機的承受范圍，則會導(dǎo)致發(fā)電機運行穩(wěn)定性受到影響。發(fā)電機異常振動帶來的危害主要有以下幾個方面：第一，振動會導(dǎo)致發(fā)電機組連接處的部件出現(xiàn)松動，例如地腳螺絲發(fā)生松動或斷裂；第二，異常振動會導(dǎo)致發(fā)電機基座的二次澆灌體發(fā)生松動，從而使得基礎(chǔ)處出現(xiàn)裂縫；第三，異常振動會導(dǎo)致發(fā)電機的通流部分的封軸裝置相互摩擦，出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，并且造成設(shè)備主軸彎曲；第四，導(dǎo)致滑銷磨損，嚴(yán)重時還會影響發(fā)電機的熱膨脹能力，造成嚴(yán)重的安全隱患。第五，異常振動會導(dǎo)致發(fā)電機的轉(zhuǎn)子護環(huán)出現(xiàn)松動和磨損，嚴(yán)重時會造成芯環(huán)破損和線路的絕緣磨損現(xiàn)象，引發(fā)短路故障和接地故障。

二、電廠發(fā)電機常見的異常振動

電廠發(fā)電機組的異常振動是一種較為常見且復(fù)雜的運行故障，產(chǎn)生異常振動的原因是多種多樣的，例如發(fā)電機本身的質(zhì)量問題和介質(zhì)問題，如油溫、油質(zhì)、疏水等因素可能會導(dǎo)致異常振動，外部操作不當(dāng)也會導(dǎo)致異常振動。

1.氣流激振造成振動異常

由于氣流激振是引起發(fā)動機異常振動的主要原因，當(dāng)發(fā)電機受到氣流激振影響的時候，機器會出現(xiàn)兩個特征，一個是發(fā)電機的振動比較敏感，很容易受到各種運行參數(shù)的影響，而且振動幅度增大、突發(fā)性特征明顯；另一個是在發(fā)電機設(shè)備運行過程中會出現(xiàn)較大量值的低頻分量。氣流激振主要是由于汽輪發(fā)電機組的葉片受到不平衡的氣體流沖擊，從而產(chǎn)生的振動，另外，一些規(guī)模體積較大的發(fā)電機組，其末級比較長，在汽輪發(fā)電機組的葉片膨脹末端也可能會產(chǎn)生氣流流道紊亂的現(xiàn)象，進而造成氣流激振，引起發(fā)電機組的異常振動。

2.摩擦振動

由于摩擦導(dǎo)致的異常振動在發(fā)電機組運行過程中也比較常見，發(fā)電機組的摩擦振動主要有幾個特點，第一，在振動的波形中會出現(xiàn)少量的分頻、高頻以及倍頻分量，主要是由于轉(zhuǎn)子熱彎曲產(chǎn)生了不平衡力，并且受到振動摩擦產(chǎn)生的非線性因素和沖擊的影響，從而使得振動信號出現(xiàn)異常；第二，摩擦振動的持續(xù)時間較長，當(dāng)摩擦比較嚴(yán)重的時候還可能會導(dǎo)致振動的振幅不斷增大；第三，在發(fā)電機組降速的過程中如果存在摩擦振動，則會導(dǎo)降速過臨界時的振動與正常情況下的升速相比較而言更大一些，當(dāng)機器停止工作之后大軸的晃度比較高。

3.轉(zhuǎn)子故障帶來的振動

發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動過程中，轉(zhuǎn)子上的每個質(zhì)點都會產(chǎn)生離心力，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動過程不平衡，則每個質(zhì)點的離心力是不能相互抵消的，因此導(dǎo)致離心力不平衡，從而可能會導(dǎo)致異常振動。另外，轉(zhuǎn)子在工作過程中會出現(xiàn)熱變形，發(fā)生熱變形的時候轉(zhuǎn)子的振幅明顯增加。造成發(fā)電機組轉(zhuǎn)子熱變形的主要因素有兩個，一個是由于發(fā)電機組轉(zhuǎn)子的溫度異常，當(dāng)發(fā)電機組工作一段時間之后溫度會升高，材質(zhì)的內(nèi)應(yīng)力也會隨著溫度的升高而釋放，從而導(dǎo)致發(fā)電機組轉(zhuǎn)子出現(xiàn)變形。另一個是由于蒸汽參數(shù)的影響，當(dāng)發(fā)電機組轉(zhuǎn)子在運行過程中受到蒸汽參數(shù)影響的時候也會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)變形，主要有臨時性完全變形和永久性完全變形兩種，對發(fā)電機組運行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

三、發(fā)電機組振動故障的處理

1.電廠發(fā)電機組振動異常的故障檢測

在電廠發(fā)電機組工作過程中經(jīng)常會出現(xiàn)各種異常振動現(xiàn)象，在進行振動故障處理的過程中，應(yīng)該首先要對故障進行檢測，根據(jù)振動故障發(fā)生時的頻率波形的變化特點、頻率的變化情況等對振動故障的原因進行分析，同時觀察振動相位的變化情況以及相鄰軸承的相位間的相互關(guān)系，對發(fā)電機組運行過程中的轉(zhuǎn)速、溫度、負(fù)荷等各種參數(shù)進行分析，將其與正常工作參數(shù)進行對比，作為故障原因的分析依據(jù)。例如當(dāng)發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子質(zhì)量存在偏心時，轉(zhuǎn)速升高時也會導(dǎo)致設(shè)備的振動頻率升高，進而轉(zhuǎn)速越來越大、振動也越來越大。再比如對氣流激振故障進行確認(rèn)，需要對較長時間內(nèi)機組每次發(fā)生異常振動的相關(guān)數(shù)據(jù)進行記錄，并且對發(fā)電機組在滿負(fù)荷條件下的運行數(shù)據(jù)進行記錄，做出數(shù)據(jù)曲線圖，對曲線圖的走勢及變化趨勢進行分析，確定發(fā)電機組在氣流激振發(fā)生時的工作狀態(tài)。電廠工作人員應(yīng)該要及時做好發(fā)電機組設(shè)備的振動特性，隨時觀察發(fā)電機組的異常情況，并且做好記錄，對故障進行排除。

2.對發(fā)電機組異常振動問題進行解決

發(fā)電機組異常振動故障的診斷分析是解決振動故障的重要前提，針對不同的故障，要采取不同的方式進行處理。主要包括以下幾個方面：第一，對汽流激振引起的發(fā)電機組異常振動，可以根據(jù)發(fā)電機組的不同負(fù)荷，對高壓調(diào)速汽門的特性進行調(diào)整，從而使得氣流激振被消除，減少異常振動。還可以降低發(fā)電機組運行過程中的升降負(fù)荷的變化速率，并且對負(fù)荷的范圍進行改變，從而減少氣流激振危害。第二，對轉(zhuǎn)子異常情況進行處理。通常情況下轉(zhuǎn)子的不平衡狀態(tài)是通過頻譜圖來顯示的，對于發(fā)電機組而言，應(yīng)該要綜合考慮各種因素對轉(zhuǎn)子的影響，比如出現(xiàn)異常振動的是剛性轉(zhuǎn)子，則應(yīng)該要對轉(zhuǎn)子的最大轉(zhuǎn)速進行確定，并且對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速進行對比，得出具體的診斷結(jié)論。同時還要區(qū)分出具體的相位，當(dāng)轉(zhuǎn)子的相位與頻率保持一致，則可以判定是基礎(chǔ)共振，如果發(fā)電機組上的各個質(zhì)點的離心振幅有差速，則可能由于轉(zhuǎn)子不平衡造成的，對此可以加強對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速控制，使得轉(zhuǎn)子保持相對平衡，減少轉(zhuǎn)子不平衡帶來的異常振動故障。第三，減少摩擦故障。發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子在振動摩擦的情況下會產(chǎn)生渦動或抖動現(xiàn)象，因此在發(fā)電機組工作過程中要積極加強對摩擦現(xiàn)象的控制，例如由于缺乏潤滑油導(dǎo)致摩擦嚴(yán)重，因此在發(fā)電機組正常運行過程中要隨時觀察機組的潤滑油是否充足，及時進行補充，減少發(fā)電機組中各個元件之間的摩擦現(xiàn)象。

3.做好發(fā)電機組的日常維護管理

在發(fā)電機組的正常工作過程中，正常的振動并不會帶來嚴(yán)重危害，為了減少異常振動，必須要積極加強對發(fā)電機組的日常維護管理，維修人員要定期對發(fā)電機組進行檢測，對各種硬件進行測試，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時維修，如果發(fā)現(xiàn)硬件已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)所需，則應(yīng)該要及時對硬件設(shè)備進行更換，并且對更換之后的發(fā)電機組進行調(diào)試，確保沒有問題之后再投入使用。其次，維修人員要做好維修記錄，對發(fā)電機組的維修工作進行檔案化管理，對于每次維修的過程、時間、結(jié)果等都要詳細(xì)記錄，便于維修工作交接，確保發(fā)電機組的維修沒有遺漏。

結(jié)語

綜上所述，電廠發(fā)電機組在日常運行過程中會出現(xiàn)自然有規(guī)律的振動，但是由于其他原因的影響以及發(fā)電機組設(shè)備本身的老化問題，機組也可能會出現(xiàn)各種異常振動。發(fā)電機的異常振動是一種較為復(fù)雜的故障，其產(chǎn)生的原因是多種多樣的，在電廠運行過程中應(yīng)該要及時加強對發(fā)電機組的維修養(yǎng)護管理，及時進行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)有異常振動故障，要及時分析故障的類型、成因，并且對故障進行解除，以提高發(fā)電機組工作穩(wěn)定性。

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