解析汽輪機(jī)機(jī)械振動(dòng)的主要原因及對策

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在汽輪機(jī)的安裝內(nèi)容里機(jī)械振動(dòng)是最難消除的。一旦機(jī)械振動(dòng)的指數(shù)超標(biāo)，就很容易導(dǎo)致機(jī)器設(shè)備無法正常運(yùn)行。如果機(jī)器長期在機(jī)械振動(dòng)超標(biāo)的情況下運(yùn)行，極易減少汽輪機(jī)的使用年限，還容易使機(jī)器停機(jī)。文章主要分析了汽輪機(jī)機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的原因以及應(yīng)對措施[1]。

1 汽輪機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)主要原因

1.1 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡

當(dāng)汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子運(yùn)行的速度十分快。但是在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，必須使旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的中心一致，如果出現(xiàn)偏差，轉(zhuǎn)子就無法沿著正確的旋轉(zhuǎn)軌道進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)力會使軸承運(yùn)動(dòng)比較劇烈，從而使得汽輪機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。之所以出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，是由熱量不平衡，轉(zhuǎn)子在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)了彎曲并沾染污垢，零部件脫落等而造成的。這些現(xiàn)象的主要特點(diǎn)是隨著使用時(shí)間的增長，機(jī)械振動(dòng)的振幅加大，產(chǎn)生相位變化，而在變化趨勢減緩之后，狀態(tài)也會慢慢趨于平穩(wěn)。并且，生產(chǎn)制造時(shí)材料使用的熱應(yīng)力和部位摩擦都會產(chǎn)生熱彎曲現(xiàn)象。

1.2 轉(zhuǎn)子裂紋

在汽輪機(jī)的運(yùn)行過程中，如果轉(zhuǎn)子出現(xiàn)裂痕的情況會造成汽輪機(jī)的不正常振動(dòng)，汽輪機(jī)就會在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障，甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重的事故。如果轉(zhuǎn)子出現(xiàn)裂紋，可能是受到了熱應(yīng)力影響或者是轉(zhuǎn)子受到了腐蝕。裂紋的種類有很多，它分為螺旋裂紋，豎向裂紋，橫向裂紋等等。

1.3 轉(zhuǎn)子中心孔進(jìn)油

我們必須要把轉(zhuǎn)子大軸的端部擰緊，不能出現(xiàn)縫隙，一旦沒有擰緊，當(dāng)汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)它的潤滑液可能會受到中心孔壓力差的影響導(dǎo)致其流入到中心孔內(nèi)。另外，它還可能會受到其他因素的影響，比如工作人員沒有將中心孔的油清理干凈，都會造成汽輪機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。

1.4 動(dòng)靜部位摩擦

動(dòng)靜部位摩擦?xí)蛊啓C(jī)因?yàn)閯?dòng)靜間隙較小、轉(zhuǎn)子振幅比動(dòng)靜間隙大或轉(zhuǎn)子軸系斜等原因產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。局部碰撞摩擦通常有三個(gè)特點(diǎn),一是它的相位變化不規(guī)則。在碰撞時(shí)，可能會導(dǎo)致其發(fā)生熱彎曲，使熱彎曲不平衡質(zhì)量點(diǎn)的位置改變。二是基頻發(fā)生振動(dòng)，輕微的碰撞，不會對振幅造成較大的影響。然而如果是比較嚴(yán)重的碰撞，就很容易出現(xiàn)軸承偏離中心的現(xiàn)象，使振幅減小。三是如果碰撞摩擦較為明顯時(shí)，頻譜的諧波分量會隨著摩擦的增大而增大[2]。

2 解決機(jī)械振動(dòng)的措施

2.1 解決機(jī)組運(yùn)行中產(chǎn)生的振動(dòng)

工作人員如果發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)在運(yùn)行工作過程中產(chǎn)生了劇烈振動(dòng)的情況，工作人員必須要認(rèn)真對待，認(rèn)真聽汽輪機(jī)的響聲，然后要加強(qiáng)監(jiān)視，將監(jiān)視的重點(diǎn)放在蒸汽的參數(shù)，氣缸的溫度，以及軸承溫度軸向位移以及潤滑油的溫度上。要一直觀察，直到找到發(fā)生異常的原因才可以停止。一旦發(fā)現(xiàn)了它造成故障的原因，就必須要根據(jù)具體情況來采取解決的辦法，如果情況較嚴(yán)重，是汽輪機(jī)在啟動(dòng)時(shí)或者超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)了劇烈震動(dòng)的情況，并且還能夠聽到十分明顯的響聲，就必須要馬上停止工作。要只是產(chǎn)生稍大的振動(dòng)聲時(shí)，工作人員可以降低轉(zhuǎn)速及負(fù)荷來解決機(jī)械振動(dòng)異常的問題，如果能將振動(dòng)消除則也能證明機(jī)器沒有出現(xiàn)問題。要是機(jī)械振動(dòng)太過強(qiáng)烈就要首先緊急停機(jī)，避免更大安全事故的發(fā)生。

2.2 針對轉(zhuǎn)子熱變形的故障處理

如果轉(zhuǎn)子產(chǎn)生了熱變形現(xiàn)象就應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換新的轉(zhuǎn)子來減弱汽輪機(jī)的機(jī)械振動(dòng)，沒有振動(dòng)力的產(chǎn)生那么機(jī)組就不容易出現(xiàn)機(jī)械振動(dòng)異常的情況。

2.3 平時(shí)定期進(jìn)行汽輪機(jī)維護(hù)

要定期對汽輪機(jī)進(jìn)行維護(hù)修理，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)件所產(chǎn)生的摩擦現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)一些問題就應(yīng)當(dāng)及時(shí)對不合格的機(jī)件進(jìn)行維修更換，以免因摩擦造成的異常機(jī)械振動(dòng)。

2.4 控制機(jī)組運(yùn)行中干擾力的產(chǎn)生

著重控制機(jī)組運(yùn)行中的干擾力，能夠有效維持轉(zhuǎn)子的運(yùn)行速度和潤滑油膜的粘度成正比例關(guān)系。同時(shí)能夠有效減少振動(dòng)力度，避免其破壞油膜，以至于能夠減少低頻振動(dòng)的發(fā)生。其中控制機(jī)組干擾力主要有以下幾項(xiàng)措施。一要?jiǎng)悠胶鉁y試機(jī)組中的高低壓轉(zhuǎn)子。并適當(dāng)?shù)恼{(diào)整機(jī)組中心的位置，使機(jī)組運(yùn)行時(shí)的性能穩(wěn)定，并讓機(jī)組振動(dòng)的強(qiáng)度得到降低。二要增強(qiáng)機(jī)組與輪之間的連接程度，避免機(jī)組因負(fù)荷變化而產(chǎn)生撞擊。就是要采取一定的方法改進(jìn)機(jī)組與輪連接的方式，使其更加穩(wěn)定。

2.5 利用傳感器進(jìn)行有效的保護(hù)

保護(hù)汽輪機(jī)安全的設(shè)備主要由監(jiān)視系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)及報(bào)警系統(tǒng)等組成。汽輪機(jī)的穩(wěn)步運(yùn)行離不開這幾個(gè)系統(tǒng)的相互工作。因此，機(jī)組應(yīng)當(dāng)設(shè)置機(jī)組保護(hù)裝置的振動(dòng)強(qiáng)度的極限值，一旦汽輪機(jī)振動(dòng)強(qiáng)度超過規(guī)定范圍，保護(hù)裝置就會發(fā)出信號保護(hù)電路，自動(dòng)關(guān)閉機(jī)器設(shè)施，并通知工作人員對機(jī)組設(shè)備進(jìn)行檢修。因此，相關(guān)技術(shù)人員就要提升保護(hù)監(jiān)控裝置的信息準(zhǔn)確性。

2.6 控制滑銷系統(tǒng)間縫

汽輪機(jī)在正常的工作使用狀態(tài)下，氣缸會由于受到溫度壓力等外界環(huán)境的影響，容易使缸體中心與轉(zhuǎn)子中心發(fā)生偏離現(xiàn)象。而我們就可以通過在汽輪機(jī)氣缸中裝一些滑銷裝置，以便于控制機(jī)組運(yùn)動(dòng)方向，能夠有效提升汽輪機(jī)動(dòng)靜部分的中心在膨脹過程中也可以達(dá)到規(guī)范要求。因此，為了確保汽輪機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，精確控制銷和滑銷槽的間隙是非常重要的。

2.7 軸承座的安裝質(zhì)量及軸承中心標(biāo)高的控制

在安裝軸承座的過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照圖紙上的規(guī)定進(jìn)行精準(zhǔn)安裝，施工人員不應(yīng)當(dāng)隨意改動(dòng)。同時(shí)要想加強(qiáng)安裝精準(zhǔn)度也應(yīng)該對安裝測量進(jìn)行多次測量。

3 結(jié)語

汽輪機(jī)的機(jī)械振動(dòng)會影響到整個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行過程，某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致汽輪機(jī)的運(yùn)行出現(xiàn)問題，如果機(jī)械振動(dòng)嚴(yán)重異常甚至還會導(dǎo)致整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)無法運(yùn)行。