汽輪機(jī)軸瓦振動(dòng)大原因及處理措施

鄧生順

摘要：汽輪機(jī)作為熱電廠發(fā)電機(jī)組的重要設(shè)備，直接影響著熱電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。但在實(shí)際運(yùn)行中，熱電廠汽輪機(jī)組很容易出現(xiàn)異常振動(dòng)的故障，影響了電廠的正常發(fā)電。基于此，本文以汽輪機(jī)軸瓦振動(dòng)作為研究對(duì)象，通過對(duì)汽輪機(jī)軸瓦振動(dòng)產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，分別從機(jī)組膨脹與溫度改進(jìn)、發(fā)電機(jī)電流與調(diào)門控制方式、停機(jī)檢查情況等方面詳細(xì)闡述汽輪機(jī)軸瓦振動(dòng)的有效處理措施，從而保證汽輪機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量，提高火電廠生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益增長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；軸瓦振動(dòng)；措施

中圖分類號(hào)：TM12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活質(zhì)量的提高，對(duì)電力能源的需求也不斷增加，同時(shí)熱電廠汽輪機(jī)組軸瓦振動(dòng)問題的改進(jìn)也越來(lái)越受到關(guān)注和重視。通常情況下，汽車機(jī)組軸瓦一般振動(dòng)不會(huì)影響機(jī)組設(shè)備，但如果振動(dòng)幅度過大就會(huì)造成嚴(yán)重的故障，對(duì)電廠供電質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響，因此必須采取有效措施加以解決。

1、熱電廠汽輪機(jī)組軸瓦振動(dòng)原因

第一，是在機(jī)組制造過程中所產(chǎn)生的，也是結(jié)構(gòu)方面的原因。主要是在對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，存在很多不科學(xué)、不合理的現(xiàn)象?；蛘邔?duì)其零部件加工時(shí)沒有嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行操作，使其質(zhì)量等方面存在著一定的問題。因此，導(dǎo)致汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在實(shí)際應(yīng)用中，難以達(dá)到使用的要求。或者轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡，出現(xiàn)一側(cè)離心力，進(jìn)而引起汽輪機(jī)組軸瓦振動(dòng)。從熱電廠汽輪機(jī)組軸瓦振動(dòng)的原因來(lái)看，其中有70%的軸瓦振動(dòng)是轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起的。這種原因主要是由制造商帶來(lái)的，也是汽輪機(jī)組軸瓦振動(dòng)問題出現(xiàn)的源頭。例如，某轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速為1600r/min，而轉(zhuǎn)子第二臨界大于3000r/min，這樣轉(zhuǎn)子上存在第二階模態(tài)不平衡，一旦靠近3000r/min，就會(huì)使其振動(dòng)幅度明顯加大。

第二，葉片變形及斷裂：在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，大量葉片處于高溫高壓工作狀態(tài)下，工作環(huán)境惡劣，汽輪機(jī)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，葉片會(huì)被水蒸氣腐蝕，發(fā)生變形甚至斷裂，這種情況會(huì)在兩方面增大軸瓦的震動(dòng)。其一是高溫高壓氣體對(duì)故障部位進(jìn)行摩擦，這會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子發(fā)生不規(guī)則震動(dòng)，加大軸瓦震動(dòng)，其二是葉片變形甚至斷裂后，在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，將不滿足轉(zhuǎn)子的受力平衡要求，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子發(fā)生大幅劇烈震動(dòng)。這種狀況需要被盡量避免，在進(jìn)行機(jī)組檢查時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注。

第三，熱電廠汽輪機(jī)運(yùn)行方面的原因。在汽輪機(jī)運(yùn)行中，一些工作人員未按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求進(jìn)行操作，進(jìn)而對(duì)相關(guān)設(shè)備造成了一定的損害。另外，由于缺少潤(rùn)滑油使其機(jī)組出現(xiàn)了變形等問題。一般來(lái)說，一旦潤(rùn)滑油進(jìn)油的溫度不到25℃，就會(huì)對(duì)油膜產(chǎn)生不良影響，很容易引起汽輪機(jī)組軸瓦發(fā)生異常振動(dòng)。同時(shí)，潤(rùn)滑油出油的溫度最好不要高于60℃，否則也會(huì)影響到油膜。此外，為了減少動(dòng)靜間隙引起的振動(dòng)，還需要選擇汽封間隙上下限值中偏上限的數(shù)值，確保汽輪機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

2、汽輪機(jī)軸瓦振動(dòng)大的有效處理措施

2.1 發(fā)電機(jī)電流與調(diào)門控制方式

汽輪機(jī)軸瓦振動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)的電流會(huì)對(duì)振動(dòng)造成一定的影響，主要產(chǎn)生在發(fā)電機(jī)側(cè)面的軸瓦上，這種振動(dòng)從汽輪機(jī)一開始運(yùn)行就存在，不是暫時(shí)性的，也不是突發(fā)的，所以根據(jù)實(shí)際情況可以排除這種隱患。

汽輪機(jī)操作人員可以對(duì)汽輪機(jī)調(diào)門進(jìn)行控制方式的調(diào)整，如果調(diào)整后發(fā)現(xiàn)問題依然存在，這個(gè)時(shí)候可以用手持式振動(dòng)儀器對(duì)汽輪機(jī)軸瓦振動(dòng)進(jìn)行測(cè)試，各個(gè)部位各個(gè)方向的振動(dòng)情況都需要進(jìn)行參數(shù)調(diào)查，將汽輪機(jī)軸瓦振動(dòng)參數(shù)數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，隨后就會(huì)發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)軸瓦就地振動(dòng)影響不大，并且沿著垂直和水平的方向開始測(cè)試，當(dāng)汽輪機(jī)軸承的溫度處于一定范圍內(nèi)的時(shí)候，就能判斷出來(lái)這也許是測(cè)點(diǎn)的問題，這個(gè)時(shí)候操作人員可以與熱控人員取得聯(lián)系，著手修理即可。

2.2 停機(jī)檢查汽輪機(jī)具體情況

當(dāng)電熱廠汽輪機(jī)組軸瓦出現(xiàn)異常振動(dòng)時(shí)，如果情況比較嚴(yán)重，可以將其停機(jī)，然后再進(jìn)行全面的檢查。同時(shí)可以在停機(jī)的狀態(tài)下，將其振動(dòng)的探頭拆除進(jìn)行全方位的檢查。首先檢測(cè)振動(dòng)探頭是否損壞，如果損壞，及時(shí)更換新的探頭。若探頭完好，則需要觀測(cè)其數(shù)值。一旦發(fā)現(xiàn)軸振數(shù)值在12μm到130μm間有波動(dòng)，而且還具有一定的規(guī)律，通常情況下為20秒一個(gè)峰值，那么就可判斷該現(xiàn)象存在著一定問題，這時(shí)就需要進(jìn)行深入的探究。一般情況下，其大軸出現(xiàn)最高點(diǎn)的概率比較大。可以通過對(duì)軸徑的最高點(diǎn)打磨，解決該問題。

2.3 機(jī)組膨脹與溫度改進(jìn)措施

機(jī)組膨脹由多種原因引起，從形成原因角度可分為滑銷系統(tǒng)故障和溫度控制不合格，所以要避免發(fā)生機(jī)組膨脹，可以從這幾方面考慮，要對(duì)滑銷系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查，并在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)修復(fù)和進(jìn)行設(shè)施更換。而溫度改進(jìn)需要從多方面入手，在汽輪機(jī)組運(yùn)行前進(jìn)行均勻預(yù)熱，并要對(duì)缸體進(jìn)行保溫，除此之外，需要對(duì)潤(rùn)滑油溫、軸封溫度和排汽溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度不滿足工作要求時(shí)及時(shí)采取相應(yīng)措施，可以通過建設(shè)自動(dòng)控溫系統(tǒng)滿足這一要求。

2.4 重視剛度檢測(cè)

剛度主要是指汽輪機(jī)組軸瓦轉(zhuǎn)子支撐汽輪機(jī)組系統(tǒng)的剛度，其剛度直接影響著電熱廠汽輪機(jī)組的運(yùn)作，若其剛度不在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和范圍內(nèi)，會(huì)很容易導(dǎo)致電熱廠汽輪機(jī)組軸瓦出現(xiàn)異常振動(dòng)的現(xiàn)象[2]。在汽輪機(jī)軸瓦轉(zhuǎn)子上，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子截面剛度不協(xié)調(diào)的問題，這時(shí)如果兩個(gè)轉(zhuǎn)子主軸方向剛度不一致，很可能會(huì)導(dǎo)致兩倍激振力的提升，進(jìn)而會(huì)使汽輪機(jī)組軸瓦出現(xiàn)異常的振動(dòng)。面對(duì)這樣的狀況，必須對(duì)剛度的檢測(cè)加以重視，只有使其達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求后，才可以投入使用，避免不必要的問題的發(fā)生。

結(jié)束語(yǔ)

為了提高經(jīng)濟(jì)性和供熱能力，熱電聯(lián)產(chǎn)余壓利用汽輪機(jī)在熱電廠得到廣泛應(yīng)用，但是其在設(shè)計(jì)、制造和安裝等環(huán)節(jié)的技術(shù)不是很成熟。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)方面，熱電聯(lián)產(chǎn)余壓利用汽輪機(jī)前后汽封過短，使用傳統(tǒng)的梳齒式汽封會(huì)存在汽封漏汽的問題，為了提高汽封的密封效果，現(xiàn)場(chǎng)均采用接觸式汽封。但這樣做的弊端是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與軸端汽封容易發(fā)生動(dòng)靜碰磨，造成機(jī)組振動(dòng)異常。因此，建議在設(shè)計(jì)階段，廠家應(yīng)對(duì)該型熱電聯(lián)產(chǎn)余壓利用汽輪機(jī)的前后汽封進(jìn)行改造；在安裝階段，安裝公司應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整汽封間隙，合理布置進(jìn)汽、排汽管道。

參考文獻(xiàn)

[1] 呂冬梅，牟法海，曹偉，王博磊，昃剛.汽輪機(jī)機(jī)組不穩(wěn)定振動(dòng)的原因分析與處理[J].熱力透平，2018，47（02）：157-161.

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（作者單位：習(xí)水電廠綏陽(yáng)發(fā)電分廠）