汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)大的原因分析及處理

賀子川

【摘 ?要】隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，汽輪機(jī)軸承的戰(zhàn)略地位更加重要，大量新技術(shù)也融入到了新時(shí)期汽輪機(jī)行業(yè)的發(fā)展中，為優(yōu)化汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)效率、提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)、給新時(shí)期汽輪機(jī)行業(yè)注入新的活力。我們應(yīng)該對(duì)汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)進(jìn)行合理的分析與處理，提出運(yùn)行中的維護(hù)注意事項(xiàng)，從而降低汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)的事故率，使這一技術(shù)更好應(yīng)用于我們的生產(chǎn)生活之中。

【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī)軸承;軸向振動(dòng)大;原因分析和處理

1引言

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)的汽輪機(jī)軸承技術(shù)存在一些問題。例如軸承軸向振幅一直超標(biāo)。這一現(xiàn)象對(duì)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成嚴(yán)重威脅。汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)大的問題主要體現(xiàn)在兩方面：一是啟機(jī)過程中高中壓缸軸承振動(dòng)偏大，二是低負(fù)荷工況下低壓缸軸承振幅與真空度成正比變化。其原因是啟動(dòng)過程中高中壓缸膨脹不暢、低壓缸柔性設(shè)計(jì)，汽輪機(jī)動(dòng)靜碰磨造成的。所以，我們應(yīng)該研究如何避免由于汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)大，給軸承帶來的巨大的問題。盡早解決這一問題，使汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)這一技術(shù)更好的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之中。

2汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)大的原因分析

2.1汽輪機(jī)故障分析

汽輪機(jī)歷次故障處理過程至今共出現(xiàn)了16次，經(jīng)過相關(guān)人員的分析與故障處理過程中的相關(guān)記錄，我們可以得出汽輪機(jī)的故障，主要集中在如下方面：油質(zhì)不合格。公司選用了不合格的軸承潤(rùn)滑油，使汽輪機(jī)出現(xiàn)一些故障。軸承使用型號(hào)不對(duì)。設(shè)計(jì)選用軸承是瑞典SKF軸承，而現(xiàn)場(chǎng)檢查制造廠實(shí)際配供軸承為德國(guó)SLF軸承，這種軸承的不同，增加了汽輪機(jī)的磨損，容易使其出現(xiàn)問題。安裝工藝不良。汽輪機(jī)廠家認(rèn)為現(xiàn)場(chǎng)軸承安裝工藝不良，派技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)殼、軸承箱均有不同程度變形。因此現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)的安裝缺陷可能是故障的中間結(jié)果而非故障直接原因。

這些原因都導(dǎo)致汽輪機(jī)的故障，不能正常工作。汽輪機(jī)的故障使汽輪機(jī)的軸承也出現(xiàn)了問題。這些問題聯(lián)系在一起，使汽輪機(jī)軸承不能產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)。這就給我們的生產(chǎn)帶來了極大的困難。

2.2汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率不一

由于汽動(dòng)汽輪機(jī)需要通過變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風(fēng)量，轉(zhuǎn)速變化時(shí)汽輪機(jī)受到的激勵(lì)力可能會(huì)與汽輪機(jī)的某一階固有頻率接近或重合，導(dǎo)致汽輪機(jī)共振，振幅急劇增大使汽輪機(jī)表面產(chǎn)生裂紋甚至斷裂。在汽輪機(jī)停運(yùn)期間，電廠組織專業(yè)人員測(cè)量了汽動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的固有頻率，發(fā)現(xiàn)他們的頻率有所不同。通過分析，不同的點(diǎn)可以產(chǎn)生不同的頻率。根據(jù)機(jī)械振動(dòng)理論，當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)的激勵(lì)力頻率和系統(tǒng)的某階固有頻率相接近時(shí)，系統(tǒng)的振幅將顯著增大，產(chǎn)生共振，容易使汽輪機(jī)產(chǎn)生裂縫甚至造成斷裂。汽輪機(jī)汽輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的震動(dòng)就給我們帶來了極大地困苦，兩個(gè)相近頻率物體在一起時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象，而共振的產(chǎn)生不僅僅會(huì)使汽輪機(jī)軸承產(chǎn)生的頻率不是我們所需要的，還會(huì)損壞我們的設(shè)備。因此，合理的減少共振現(xiàn)象的產(chǎn)生在目前已經(jīng)成了至關(guān)重要的問題，而這個(gè)問題我們必須要解決。

2.3汽輪機(jī)中汽流激振現(xiàn)象存在

在大型軸承轉(zhuǎn)動(dòng)之中，經(jīng)常發(fā)生氣流激振現(xiàn)象。出現(xiàn)振動(dòng)幅度較大的原因有多種。例如汽輪機(jī)通過汽輪及安裝在汽輪的上的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備將蒸汽的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，蒸汽不斷對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行沖擊。當(dāng)氣流到達(dá)汽輪機(jī)尾端時(shí)，會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行不規(guī)則且混亂的情況。氣流激振與傳統(tǒng)的振動(dòng)方式不同，氣流激振的頻率分化非常嚴(yán)重，如果汽輪機(jī)處于低頻，其中的分量數(shù)值增加，使得氣流所產(chǎn)生的差值較大，出現(xiàn)汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)性大的現(xiàn)象。

氣流激烈振動(dòng)現(xiàn)象在汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)時(shí)，可謂是普遍存在。汽輪機(jī)軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)帶來氣流的變化，而氣流的變化就會(huì)使汽輪機(jī)軸承軸向的振動(dòng)不平穩(wěn)。二者相互存在，難以分割。汽輪機(jī)軸承如果不發(fā)生振動(dòng)，那汽輪機(jī)軸承的軸向振動(dòng)就無從談起了。汽輪機(jī)軸承發(fā)生振動(dòng)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)氣流，使汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)大。這就給我們帶來了極大的困難。應(yīng)該如何去解決這一問題，還應(yīng)該更努力的去探索。

3汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)大的處理方法

3.1完善工作人員管理制度

我們可以完善管理制度，以達(dá)到提高生產(chǎn)力的效果。制度在汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)生產(chǎn)工程管理中的存在尤為重要。在汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)生產(chǎn)活動(dòng)之前，如果忽視對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)人員的管理，對(duì)汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)基本情況了解不全面，也沒有建立完善的管理制度，那么整個(gè)汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)生產(chǎn)都會(huì)處于十分危險(xiǎn)的狀態(tài)。因此，我們必須加強(qiáng)管理制度，加強(qiáng)對(duì)人員的管理，使他們認(rèn)真工作，積極工作，促使汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)能夠高水平的生產(chǎn)與應(yīng)用。

3.2提升汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)水平

技術(shù)的提升會(huì)給我國(guó)的汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)的生產(chǎn)與發(fā)展帶來很大的益處。汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)提升能夠極大的降低汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)的生產(chǎn)成本。在日后的科研當(dāng)中，如果說能夠完美的將汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)提升，就能夠?qū)⒔陙砜沙掷m(xù)發(fā)展的理念發(fā)揮到最大的程度，就會(huì)極大的發(fā)揮汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)的最大功效。依據(jù)汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)生產(chǎn)工程的特殊性質(zhì)，對(duì)于行業(yè)施工過程中的工藝、技術(shù)以及流程等具有較高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。從人力、物力、財(cái)力以及稅費(fèi)等方面，實(shí)施精細(xì)化管理，進(jìn)一步加強(qiáng)汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)生產(chǎn)的管控的力度。實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益協(xié)同發(fā)展的局面，切實(shí)的保障汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)的質(zhì)量、安全以及進(jìn)度。

在汽輪機(jī)的發(fā)展中，不斷地降低汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)的頻率和幅度。利用汽輪機(jī)修理的機(jī)會(huì)，拆出高壓下缸，用大梁抬起中壓下缸調(diào)端，對(duì)軸承箱重新研磨臺(tái)板接觸面、更換滑塊及滑銷、制作注油通道以及重新調(diào)整汽缸貓爪負(fù)荷分配;同時(shí)對(duì)低壓外缸的變形量進(jìn)行有限元分析，加固低壓外缸并改造低壓汽封，使汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)大的問題得到成功解決。

3.3注意外部環(huán)境因素

對(duì)于汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)氣密性的各種高要求主要是由于自然環(huán)境的不同而產(chǎn)生的，汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)的使用可能會(huì)受到各種自然環(huán)境的侵襲，如光照、嚴(yán)寒、雨水等一系列的自然天氣變化的考驗(yàn)，可合理利用這些自然環(huán)境因素，如日照，可收集太陽(yáng)能進(jìn)行能源的開發(fā)，汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)材料中添加可以收集太陽(yáng)能源的技術(shù)。注意外部環(huán)境因素的同時(shí)，我們還應(yīng)該有一個(gè)良好的資源管理制度，使汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)生產(chǎn)人員有個(gè)很好的自我規(guī)范。

3.4調(diào)節(jié)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速

在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)注意控制汽輪機(jī)小機(jī)轉(zhuǎn)速避開共振轉(zhuǎn)速;在控制方面應(yīng)探索汽輪機(jī)小機(jī)調(diào)速邏輯，既能滿足爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)，同時(shí)也調(diào)速過程更加平穩(wěn)，防止汽輪機(jī)收到強(qiáng)烈的交變應(yīng)力作用。因此，我們應(yīng)該注意機(jī)組汽動(dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，使它能產(chǎn)生正常頻率的振動(dòng)。我們應(yīng)該在機(jī)組高負(fù)荷時(shí)，應(yīng)選擇高發(fā)熱量煤種，停止燃煤摻燒;加強(qiáng)對(duì)煙道及低溫省煤器吹灰，加強(qiáng)對(duì)煙道阻力的監(jiān)視，防止阻力上升，導(dǎo)致汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升高;選擇合理的吹灰時(shí)機(jī)，高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速時(shí)避免吹灰等等方法，從而使汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)變小，汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)偏向正常發(fā)展。

4結(jié)束語

綜上所述，相應(yīng)的工作人員應(yīng)該根據(jù)汽輪機(jī)軸承軸向振動(dòng)大的產(chǎn)生原因，做出相應(yīng)的修理措施。為了修理過程的順利進(jìn)行，工作人員應(yīng)該在掌握摩擦原理的基礎(chǔ)上，提高檢查技術(shù)的工藝性，加強(qiáng)軸封自動(dòng)化系統(tǒng)的裝置，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的維修與監(jiān)測(cè)，以促進(jìn)汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 董川.大型汽輪機(jī)組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)分析和處理[A].云南電網(wǎng)公司、云南省電機(jī)工程學(xué)會(huì).2011年云南電力技術(shù)論壇論文集（入選部分）[C].2011：8.

[2] 吳景生，贠念增.500MW機(jī)組振動(dòng)大原因與處理[A].全國(guó)發(fā)電機(jī)組技術(shù)協(xié)作會(huì).2010：6.

[3] 鄧懷聰.基于頻域的汽輪機(jī)振動(dòng)分析方法[A].中國(guó)能源學(xué)會(huì).2015火力發(fā)電節(jié)能改造現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)技術(shù)交流會(huì)論文集[C].中國(guó)能源學(xué)會(huì)，2015：16.

（作者單位：華能海南發(fā)電股份有限公司東方電廠）