電廠發(fā)電機(jī)振動(dòng)故障及處理

高永杰

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

關(guān)鍵詞：電廠發(fā)電機(jī) 振動(dòng)故障 解決方法

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）06-0-01

引言

振動(dòng)故障是發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中的常見故障類型，通常是由于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分不平衡、電磁方面或機(jī)械故障引發(fā)的，在電廠運(yùn)行過程中發(fā)電機(jī)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(jī)運(yùn)行質(zhì)量必須要從預(yù)防發(fā)電機(jī)故障著手。發(fā)電機(jī)振動(dòng)故障帶來的影響比較大，在日常運(yùn)行過程中必須要找到發(fā)電機(jī)振動(dòng)故障的原因，及時(shí)做好檢修維護(hù)，以減少發(fā)電機(jī)故障發(fā)生率。

一、電廠發(fā)電機(jī)異常振動(dòng)的危害

振動(dòng)是發(fā)電機(jī)在正常的運(yùn)行狀態(tài)下的一種正?，F(xiàn)象，這種振動(dòng)是一種有規(guī)律的振動(dòng)，而且振動(dòng)的幅度不會太大，因此對發(fā)電機(jī)的運(yùn)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(yùn)行過程中對于一些異常振動(dòng)，超出發(fā)電機(jī)的承受范圍，則會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性受到影響。發(fā)電機(jī)異常振動(dòng)帶來的危害主要有以下幾個(gè)方面：第一，振動(dòng)會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組連接處的部件出現(xiàn)松動(dòng)，例如地腳螺絲發(fā)生松動(dòng)或斷裂；第二，異常振動(dòng)會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)基座的二次澆灌體發(fā)生松動(dòng)，從而使得基礎(chǔ)處出現(xiàn)裂縫；第三，異常振動(dòng)會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)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(shí)還會影響發(fā)電機(jī)的熱膨脹能力，造成嚴(yán)重的安全隱患。第五，異常振動(dòng)會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)出現(xiàn)松動(dòng)和磨損，嚴(yán)重時(shí)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(jī)常見的異常振動(dòng)

電廠發(fā)電機(jī)組的異常振動(dòng)是一種較為常見且復(fù)雜的運(yùn)行故障，產(chǎn)生異常振動(dòng)的原因是多種多樣的，例如發(fā)電機(jī)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(dòng)，外部操作不當(dāng)也會導(dǎo)致異常振動(dòng)。

1.氣流激振造成振動(dòng)異常

由于氣流激振是引起發(fā)動(dòng)機(jī)異常振動(dòng)的主要原因，當(dāng)發(fā)電機(jī)受到氣流激振影響的時(shí)候，機(jī)器會出現(xiàn)兩個(gè)特征，一個(gè)是發(fā)電機(jī)的振動(dòng)比較敏感，很容易受到各種運(yùn)行參數(shù)的影響，而且振動(dòng)幅度增大、突發(fā)性特征明顯；另一個(gè)是在發(fā)電機(jī)設(shè)備運(yùn)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(jī)組的葉片受到不平衡的氣體流沖擊，從而產(chǎn)生的振動(dòng)，另外，一些規(guī)模體積較大的發(fā)電機(jī)組，其末級比較長，在汽輪發(fā)電機(jī)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(jìn)而造成氣流激振，引起發(fā)電機(jī)組的異常振動(dòng)。

2.摩擦振動(dòng)

由于摩擦導(dǎo)致的異常振動(dòng)在發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中也比較常見，發(fā)電機(jī)組的摩擦振動(dòng)主要有幾個(gè)特點(diǎn)，第一，在振動(dòng)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(dòng)摩擦產(chǎn)生的非線性因素和沖擊的影響，從而使得振動(dòng)信號出現(xiàn)異常；第二，摩擦振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間較長，當(dāng)摩擦比較嚴(yán)重的時(shí)候還可能會導(dǎo)致振動(dòng)的振幅不斷增大；第三，在發(fā)電機(jī)組降速的過程中如果存在摩擦振動(dòng)，則會導(dǎo)降速過臨界時(shí)的振動(dòng)與正常情況下的升速相比較而言更大一些，當(dāng)機(jī)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(dòng)

發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)子上的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都會產(chǎn)生離心力，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)過程不平衡，則每個(gè)質(zhì)點(diǎn)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(dòng)。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(shí)候轉(zhuǎn)子的振幅明顯增加。造成發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子熱變形的主要因素有兩個(gè)，一個(gè)是由于發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子的溫度異常，當(dāng)發(fā)電機(jī)組工作一段時(shí)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(jī)組轉(zhuǎn)子出現(xiàn)變形。另一個(gè)是由于蒸汽參數(shù)的影響，當(dāng)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中受到蒸汽參數(shù)影響的時(shí)候也會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)變形，主要有臨時(shí)性完全變形和永久性完全變形兩種，對發(fā)電機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

三、發(fā)電機(jī)組振動(dòng)故障的處理

1.電廠發(fā)電機(jī)組振動(dòng)異常的故障檢測

在電廠發(fā)電機(jī)組工作過程中經(jīng)常會出現(xiàn)各種異常振動(dòng)現(xiàn)象，在進(jìn)行振動(dòng)故障處理的過程中，應(yīng)該首先要對故障進(jìn)行檢測，根據(jù)振動(dòng)故障發(fā)生時(shí)的頻率波形的變化特點(diǎn)、頻率的變化情況等對振動(dòng)故障的原因進(jìn)行分析，同時(shí)觀察振動(dòng)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(jī)組運(yùn)行過程中的轉(zhuǎn)速、溫度、負(fù)荷等各種參數(shù)進(jìn)行分析，將其與正常工作參數(shù)進(jìn)行對比，作為故障原因的分析依據(jù)。例如當(dāng)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子質(zhì)量存在偏心時(shí)，轉(zhuǎn)速升高時(shí)也會導(dǎo)致設(shè)備的振動(dòng)頻率升高，進(jìn)而轉(zhuǎn)速越來越大、振動(dòng)也越來越大。再比如對氣流激振故障進(jìn)行確認(rèn)，需要對較長時(shí)間內(nèi)機(jī)組每次發(fā)生異常振動(dòng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并且對發(fā)電機(jī)組在滿負(fù)荷條件下的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行分析，確定發(fā)電機(jī)組在氣流激振發(fā)生時(shí)的工作狀態(tài)。電廠工作人員應(yīng)該要及時(shí)做好發(fā)電機(jī)組設(shè)備的振動(dòng)特性，隨時(shí)觀察發(fā)電機(jī)組的異常情況，并且做好記錄，對故障進(jìn)行排除。

2.對發(fā)電機(jī)組異常振動(dòng)問題進(jìn)行解決

發(fā)電機(jī)組異常振動(dòng)故障的診斷分析是解決振動(dòng)故障的重要前提，針對不同的故障，要采取不同的方式進(jìn)行處理。主要包括以下幾個(gè)方面：第一，對汽流激振引起的發(fā)電機(jī)組異常振動(dòng)，可以根據(jù)發(fā)電機(jī)組的不同負(fù)荷，對高壓調(diào)速汽門的特性進(jìn)行調(diào)整，從而使得氣流激振被消除，減少異常振動(dòng)。還可以降低發(fā)電機(jī)組運(yùn)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(jìn)行改變，從而減少氣流激振危害。第二，對轉(zhuǎn)子異常情況進(jìn)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(jī)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(dòng)的是剛性轉(zhuǎn)子，則應(yīng)該要對轉(zhuǎn)子的最大轉(zhuǎn)速進(jìn)行確定，并且對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速進(jìn)行對比，得出具體的診斷結(jié)論。同時(shí)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(jī)組上的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)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(qiáng)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(dòng)故障。第三，減少摩擦故障。發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子在振動(dòng)摩擦的情況下會產(chǎn)生渦動(dòng)或抖動(dòng)現(xiàn)象，因此在發(fā)電機(jī)組工作過程中要積極加強(qiáng)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(jī)組正常運(yùn)行過程中要隨時(shí)觀察機(jī)組的潤滑油是否充足，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，減少發(fā)電機(jī)組中各個(gè)元件之間的摩擦現(xiàn)象。

3.做好發(fā)電機(jī)組的日常維護(hù)管理

在發(fā)電機(jī)組的正常工作過程中，正常的振動(dòng)并不會帶來嚴(yán)重危害，為了減少異常振動(dòng)，必須要積極加強(qiáng)對發(fā)電機(jī)組的日常維護(hù)管理，維修人員要定期對發(fā)電機(jī)組進(jìn)行檢測，對各種硬件進(jìn)行測試，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)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(shí)對硬件設(shè)備進(jìn)行更換，并且對更換之后的發(fā)電機(jī)組進(jìn)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(jī)組的維修工作進(jìn)行檔案化管理，對于每次維修的過程、時(shí)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(jī)組的維修沒有遺漏。

結(jié)語

綜上所述，電廠發(fā)電機(jī)組在日常運(yùn)行過程中會出現(xiàn)自然有規(guī)律的振動(dòng)，但是由于其他原因的影響以及發(fā)電機(jī)組設(shè)備本身的老化問題，機(jī)組也可能會出現(xiàn)各種異常振動(dòng)。發(fā)電機(jī)的異常振動(dòng)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(yùn)行過程中應(yīng)該要及時(shí)加強(qiáng)對發(fā)電機(jī)組的維修養(yǎng)護(hù)管理，及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)有異常振動(dòng)故障，要及時(shí)分析故障的類型、成因，并且對故障進(jìn)行解除，以提高發(fā)電機(jī)組工作穩(wěn)定性。

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