汽輪機振動的原因分析及處理

王春暉

摘要：社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對于電力資源需求量逐年增加，進而給行業(yè)帶來了較大壓力。為解決該問題，并維護城市穩(wěn)定發(fā)展，需加強對汽輪機的維護及保養(yǎng)，降低其故障發(fā)生概率。但設(shè)備運行中的振動問題極難避免，且會對機組造成嚴重危害。本文淺析汽輪機振動的原因分析及處理。

關(guān)鍵詞：汽輪機；振動的原因；處理對策

中圖分類號：TK268 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2017）12-0060-01

Abstract： with the continuous development of social economy， the demand for electric power resources increases year by year， which brings great pressure to the industry. In order to solve this problem and maintain the steady development of the city， it is necessary to strengthen the maintenance and maintenance of steam turbine and reduce its failure probability. However， the vibration problem in the operation of equipment is extremely difficult to avoid and will cause serious harm to the unit. This paper analyzes the causes and treatment of turbine vibration.

Key words： steam turbine； vibration cause； treatment countermeasure

引言

汽輪機組的振動在實際運行中不可避免，但是異常的振動對整體結(jié)構(gòu)的運行卻是非常不利的。通過汽輪機的振動檢測來對其質(zhì)量問題進行分析，大致可以發(fā)現(xiàn)汽輪機的振動與其安裝制造等過程脫不開聯(lián)系。以下主要結(jié)合凝氣式汽輪機振動的異常狀況進行深入探究。

1 汽輪機振動的特點分析

設(shè)備第一次啟動升速到超過其臨界轉(zhuǎn)速時，可通過軸承振動的大小來判斷設(shè)備是否存在故障問題，若情況良好，一般可判斷汽輪機轉(zhuǎn)子與拖帶機組轉(zhuǎn)子在當前處于平衡狀態(tài)，且軸承尚未受到任何損傷。若在停機后對設(shè)備葉輪進行配重，應(yīng)注意其在空載時要保證空轉(zhuǎn)速度為3000轉(zhuǎn)/min，并保證軸承基頻振動在安全范圍內(nèi)，才可進行操作。待機組配置二次發(fā)動后，可根據(jù)規(guī)定標準將軸承垂直振動調(diào)整為15μm，在負荷為200MW時，其振動基本保持不變。待振動調(diào)整到91.5μm時，需及時打閘停機，此時的大軸擾度，比開機時大100。三次啟動時，待后汽封溫度高達300度時，需打閘停機。機組在整個過程中會出現(xiàn)振動突增的現(xiàn)象，導致監(jiān)測系統(tǒng)報警，這便說明設(shè)備故障正在逐漸惡化。

2 輪機發(fā)生振動的原因

2.1動靜碰磨故障

動靜碰磨故障有很多種類，按摩擦方向來分主要包含徑向碰磨和軸向碰磨兩種，而徑向碰磨又分為全周碰磨和部分碰磨等。造成碰磨故障的原因常見的有以下幾種：當氣缸跑偏或者基礎(chǔ)不均勻沉陷時，易造成動靜碰磨現(xiàn)象；若是蒸汽溫度劇烈變化之時，容易引起熱彎曲現(xiàn)象，從而造成碰磨現(xiàn)象；當汽輪機組劇烈震動之時，較為容易發(fā)生動靜碰磨現(xiàn)象。

2.2機組運行效率下降

在汽輪機機組的運行過程中，影響汽輪機正常運行的原因有，蒸汽參數(shù)、汽輪機狀態(tài)參數(shù)、油系統(tǒng)參數(shù)、各輔機的運行狀態(tài)等，由于空間結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)子運作不穩(wěn)定，或者中間的結(jié)構(gòu)動蕩，導致機組振動頻率大幅度提高，對于汽輪機的運作都是非常不利的。或者轉(zhuǎn)子受到外力的作用而產(chǎn)生偏移，不與氣缸處于同一位置，機組在正常運行的溫度下保持同心利用，就會導致縫隙的產(chǎn)生。機組運作振動頻率大幅度提高。

2.3轉(zhuǎn)子熱彎曲故障

當汽輪機運行時，轉(zhuǎn)子將會因為受熱而出現(xiàn)彎曲狀態(tài)，進而影響轉(zhuǎn)子的平衡。熱彎曲是汽輪機機組較為常見的震動故障，而引起轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱彎曲的原因也有很多，在汽輪發(fā)電機之中，較為常見的熱彎曲故障有以下兩種：汽輪機轉(zhuǎn)子熱彎曲、發(fā)電機轉(zhuǎn)子熱彎曲。汽輪機轉(zhuǎn)子熱彎曲的原因多是因為轉(zhuǎn)子材質(zhì)的不均勻、冷卻系統(tǒng)故障等因素引起的；而發(fā)電機轉(zhuǎn)子熱彎曲故障卻多是由轉(zhuǎn)軸內(nèi)應(yīng)力過大、各零件間連接的不均勻等引起。

2.4液壓設(shè)備出現(xiàn)滲漏

當汽輪機存在較大震動之時，汽輪機的液壓設(shè)備極易因震動而引發(fā)液壓滲漏現(xiàn)象。由于液壓設(shè)備的材質(zhì)問題，在鑄造之時難免存在不易被發(fā)現(xiàn)的缺陷，在設(shè)備長期滿負荷甚至超負荷運行中，液壓設(shè)備的外殼極易出現(xiàn)缺口裂紋造成滲漏，進而影響設(shè)備的正常工作。汽輪機的油動機是液壓設(shè)備中較為重要的設(shè)備，當液壓油滲漏時，對工作環(huán)境造成很大影響，威脅了汽輪機的安全運行，阻礙了企業(yè)的生產(chǎn)。

3 振動故障解決措施

3.1如何避免動靜碰磨對汽輪機的運行影響

當設(shè)備出現(xiàn)動靜碰磨時，可以現(xiàn)場控制軸震動，以保證機組運行的安全。在汽輪機出現(xiàn)碰磨時，相關(guān)人員不能強形提升機組轉(zhuǎn)動速度，以免造成大軸彎曲。當出現(xiàn)碰磨時軸轉(zhuǎn)速在臨界值以下，可以立即停止機器運行，對機組進行整修；若是在臨界轉(zhuǎn)速以上，則應(yīng)在震動可以控制的轉(zhuǎn)速期間繼續(xù)運轉(zhuǎn)一段時間，磨合一定間隙后提升速度，若是震動無法控制則需立即停機，以免危害汽輪機機組的安全。

3.2機組運行中產(chǎn)生的振動

在汽輪機機組的運作中，如果振動過于頻繁，就應(yīng)該人為對汽輪機進行調(diào)節(jié)，結(jié)合蒸汽參數(shù)、氣缸溫度等數(shù)據(jù)進行有效控制，找到適合汽輪機機組設(shè)備運行的情況后，采取適當?shù)姆绞竭M行處理。在汽輪機的正常運行時，結(jié)合啟動速度進行控制，可以明顯發(fā)現(xiàn)通氣流的部分產(chǎn)生摩擦，工作人員應(yīng)該及時進行停機檢測，如果僅僅是振動聲音偏大，就可以采取轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式實現(xiàn)設(shè)備的調(diào)節(jié)，給汽輪機的正常運作提供必要的幫助。如果振動不能夠正常消除，那么就應(yīng)該在該轉(zhuǎn)速下維持部分時間，再將其運行轉(zhuǎn)速提高，就會在很大程度上提升汽輪機運作的負荷。如果不能夠按照正常要求帶動負荷的提高，那么就會導致汽輪機的運作出現(xiàn)問題。汽輪機如果產(chǎn)生非正常的振動，工作人員就要在控制負荷的基礎(chǔ)上來進行振動的有效控制，如果機組能夠正常運行，那么汽輪機機組就不會存在問題，如果機組在運行過程中仍然有聲音較大的摩擦，就應(yīng)該及時進行停機操作。

3.3如何解決轉(zhuǎn)子熱彎曲現(xiàn)象

（1）汽輪機轉(zhuǎn)子彎曲故障對策：汽輪機轉(zhuǎn)子一般工作環(huán)境在高溫高壓的蒸汽之中，若是轉(zhuǎn)子溫度的增加較為均勻，則只會引起轉(zhuǎn)子長度的增加卻不會造成轉(zhuǎn)子熱彎曲，因此，在汽輪機進行工作時，對汽輪機轉(zhuǎn)子進行熱平衡，避免轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱彎曲現(xiàn)象。（2）發(fā)電機轉(zhuǎn)子彎曲故障對策：當發(fā)電機的轉(zhuǎn)子震動與冷卻介質(zhì)的溫度相關(guān)聯(lián)時，運行人員需要進行轉(zhuǎn)子通風試驗來確定汽輪機內(nèi)部的堵塞部位，及時進行疏通來保證轉(zhuǎn)子的質(zhì)量；當檢修人員懷疑轉(zhuǎn)子熱彎曲是由于繞組的局部短路或匝間短路，可以對相關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備進行實驗，來確定短路部位，并及時修理。

3.4液壓設(shè)備滲漏問題的有效解決

在企業(yè)并未擁有良好的控制液壓設(shè)備滲漏情況的技術(shù)之時，當液壓設(shè)備出現(xiàn)滲漏后，運行人員往往無法及時有效的解決方式，只能停止發(fā)電機組的運行，以求及時修補液壓設(shè)備的漏洞，然而，液壓設(shè)備因本身對材質(zhì)具有較高要求，目前的焊接技術(shù)對于漏洞的焊接無法滿足液壓設(shè)備對密封性能的高要求，傳統(tǒng)的焊接工藝更是無法修復滲漏區(qū)，只能進行設(shè)備更換，浪費大量時間。如今，科技的發(fā)展已經(jīng)解決此類難題，使用高分子復合材料可直接進行現(xiàn)場修復，運行人員可以在液壓設(shè)備出現(xiàn)問題時，簡單快速的滿足現(xiàn)場故障施工的要求，延長設(shè)備壽命，降低更換設(shè)備的浪費。

3.5定期維護

在長期的汽輪機正常運作情況下，要定期對其進行維護。檢查汽輪機是否會產(chǎn)生某些異常的振動，如果發(fā)現(xiàn)有特殊問題應(yīng)該及時對零部件進行檢修或者更換，給汽輪機的正常運行提供重要的保證。在進行轉(zhuǎn)子運動頻率的調(diào)節(jié)時，應(yīng)該結(jié)合轉(zhuǎn)子的運行速度和頻率變化，采取有效的調(diào)節(jié)方式，盡量減少低頻振動的現(xiàn)象產(chǎn)生，這對于目前的機械設(shè)備應(yīng)用是非常重要的。

4 結(jié)語

綜上所述，在汽輪機組日常運行的過程中，出現(xiàn)震動現(xiàn)象是不可避免的，然而，由于運行人員的不規(guī)范操作以及設(shè)備老化等原因的影響，原本規(guī)律的震動呈現(xiàn)出異?，F(xiàn)象，進而造成異常振動，影響汽輪機的正常運行。運行人員應(yīng)注意汽輪機的日常維護保養(yǎng)工作，及時發(fā)現(xiàn)汽輪機的故障原因及所屬類型，并及時進行故障排除，保證汽輪機組工作的穩(wěn)定性。

參考文獻

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