汽輪機啟動過程中的振動故障以及處理措施分析

摘 要：振動故障是汽輪機運行過程中最常見的故障之一，如果振動故障得不到及時的處理，將會產(chǎn)生嚴重的后果。文章以某電廠的10號汽輪機組為例，為了提高汽輪機組的經(jīng)濟性，該電廠對汽輪機組進行了檢修，檢修后啟動的過程中出現(xiàn)振動故障，通過對振動故障進行分析得知導致振動的原因為軸封處動靜碰磨，并采取了針對性的措施進行了處理，有效的解決了振動故障，保證汽輪機組能夠安全、穩(wěn)定運行。

關鍵詞：汽輪機；啟動過程；振動故障；處理措施

前言

汽輪機振動故障是電力行業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的問題，同時也是難以解決的問題之一。導致汽輪機啟動過程出現(xiàn)振動故障的原因主要包括以下幾種：汽輪機制造過程中沒有完全消除不平衡分量；安裝單位在靠背輪鉸孔與配作過程中的配重不合理，產(chǎn)生了新的不平衡分量；軸封處的動靜碰磨等。文章以某發(fā)電廠的10號汽輪機組為例，該汽輪機組經(jīng)過大修后，在啟動時出現(xiàn)了振動故障，通過對振動故障進行分析可知，導致此次振動故障事故的原因為軸封處動靜碰磨，采取相應的措施進行處理之后，振動故障消失，汽輪機組能夠安全、穩(wěn)定的運行。因此，文章針對汽輪機啟動過程中的振動故障以及處理措施的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 汽輪機啟動過程中振動故障的危害

汽輪機在生產(chǎn)系統(tǒng)中相當于人體的心臟，一旦汽輪機出現(xiàn)故障或者問題，將會對整個生產(chǎn)系統(tǒng)的安全運行造成直接的影響，因此汽輪機啟動過程中的異常振動不能小覷。汽輪機啟動過程中出現(xiàn)振動故障將會導致以下危害：其一，汽輪機組調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定擺動，導致調(diào)速系統(tǒng)的部件出現(xiàn)嚴重的磨損，增加遲緩率，影響調(diào)速系統(tǒng)的正常運行；其二，減弱耐疲勞強度，轉動部分是汽輪機的核心部分，振動故障會降低轉動部分的耐疲勞強度，直接影響轉動部分的正常運轉以及使用壽命；其三，破壞滑銷系統(tǒng)，一旦汽輪機組發(fā)生較大的振動，將會對滑銷產(chǎn)生巨大的沖擊作用，導致汽輪機組產(chǎn)生不均勻的膨脹現(xiàn)象，形成巨大的擠壓力，對滑銷系統(tǒng)造成嚴重的破壞；其四，破壞汽封，隔板和隔板之間通常采用汽封的方式進行密封，一旦汽輪機出現(xiàn)振動故障，將會破壞汽封，增加隔板之間的漏氣量，導致轉子產(chǎn)生軸向推力，影響汽輪機組的正常運行；其五，密封不嚴，由于密封不嚴導致的汽輪機組振動故障占振動故障率的40%左右，主要是因為振動故障破壞了低壓端軸封，導致空氣進入到低壓缸中，降低了低壓缸的真空度，蒸汽進入到潤滑油系統(tǒng)中，降低潤滑油的純度，影響潤滑效果，增加磨損，縮短汽輪機組使用壽命。

2 汽輪機啟動過程中振動故障以及處理措施

文章以某電廠10號汽輪機組為例，該機組為N125-535/535型凝汽式、一次中間再熱、超高壓、高溫汽輪機，該汽輪機組于2010年正式投入運行，經(jīng)過多年的運行，汽輪機在運行的過程中出現(xiàn)了一些故障，直接影響了汽輪機組的運行安全和效率，2014年4月12日，對該汽輪機組進行了大修，在大修期間安裝了菲利普RMS700型汽輪機TSI系統(tǒng)。轉軸振動跳機值設置成260μm，跳機邏輯設定成“y”方向軸振大或者“x”方向軸振大。

2.1 汽輪機啟動過程中的振動故障發(fā)生經(jīng)過

2014年4月15日，該電廠10號汽輪機組大修之后首次啟動運轉，通過實測可知菲利普TSI系統(tǒng)4號瓦處“y”方向的軸振是160μm，并且其他軸振值都不超過100μm，并且1號瓦處還存在微小的刮擦聲音。隨著轉速的加快，10號汽輪機組各處的瓦振以及軸振都在不斷的增加，通過檢測得知，2號瓦處“⊥”方向的瓦振達到了12cmm，并且所有瓦處在“x”、“y”軸方向的軸振都超過了限定值。當轉速達到1500r/min之后停機，在轉速降低至1000r/min之后，1號軸承存在較大的刮擦聲。

2.2 振動故障的診斷

通過對汽輪機啟動過程中的振動故障現(xiàn)象進行分析，初步判定導致振動故障的原因主要包括：由于大修過程中油檔間隙或者軸封調(diào)整不當導致的動靜碰磨；由于氣缸疏水不流暢導致水和轉軸相接觸，導致轉軸出現(xiàn)變形；由于沖轉之前與沖轉過程中，沒有控制好各個部門的溫差，導致轉子的溫度超過限定值而產(chǎn)生彎曲變形；由于轉子自身存在質(zhì)量問題，在運轉的過程中出現(xiàn)不平衡問題。在對汽輪機進行大修時，并沒有改動12號汽輪機，因此由于轉子自身存在質(zhì)量問題，在運轉的過程中出現(xiàn)不平衡問題導致的振動故障的可能性不大；工作人員對運行記錄進行了查閱，發(fā)現(xiàn)各個部門的溫差并不存在異常，因此，由于沖轉之前與沖轉過程中，沒有控制好各個部門的溫差，導致轉子的溫度超過限定值而產(chǎn)生彎曲變形導致振動故障的可能性也排除；工作人員對低壓缸、中壓缸以及高壓缸進行了復查，表明氣缸不存在異常，對機頭處的大軸撓度進行檢查，在啟動之前，大軸撓度為4.5cmm，啟動半小時之后，變?yōu)?.0cmm，并且在轉動的過程中1號瓦處出現(xiàn)刮擦聲，在降速之后，出現(xiàn)時滯性的振動現(xiàn)象，初步判定導致汽輪機啟動過程導致振動故障的原因為動靜碰磨。

第二次沖轉時，3號瓦處“y”向軸振出現(xiàn)了突跳現(xiàn)象，并且每次突跳之后，其軸振值都會恢復到原來的狀態(tài)；啟動的過程中，各瓦處的軸振數(shù)值以及瓦振都明顯的降低，并且瓦振的下降幅度超過了50%，由此表明導致汽輪機出現(xiàn)振動故障的原因并不是由于轉動部件脫落導致的振動故障，同時也不是轉子自身質(zhì)量不平衡導致的振動故障。通過對兩次啟動過程的振動情況進行比較，能夠肯定導致汽輪機啟動出現(xiàn)振動故障的原因為動靜碰磨。

3 汽輪機啟動過程中振動故障的處理措施

汽輪機啟動過程中如果出現(xiàn)振動故障，將會嚴重的影響汽輪機的安全運行，針對振動故障的處理措施表現(xiàn)為：其一，為了防止出現(xiàn)軸封動靜碰撞，應該加強對軸封的檢修，并在檢修的過程中對軸封間隙進行調(diào)整，防止軸封間隙出現(xiàn)過大的現(xiàn)象，否則會導致軸封的漏氣量增加，同時影響汽輪機組運行的經(jīng)濟性，應該根據(jù)汽輪機的實際狀況，進行安裝、檢修以及調(diào)試等，科學的設置軸封間隙，既保證汽輪機組的安全性，又保證其經(jīng)濟性；其二，當大修之后，如果汽輪機在啟動的過程中出現(xiàn)振動故障，應該增大動靜間隙；其三，汽輪機組在大修之后，在啟動過程中應該先沖兩次一階臨界轉速，這樣能夠有效的降低振動處理的時間，如果汽輪機組出現(xiàn)動靜碰磨，應該投上振動保護；其四，為了防止汽輪機在啟動的過程中出現(xiàn)振動故障，應該采用滑動式軸封代替2號、3號瓦處的軸封，這樣能夠?qū)S封大軸之間的距離進行實時的調(diào)整，這樣能夠有效的降低軸封對大軸造成的磨損，防止出現(xiàn)更加嚴重的振動故障。

4 結束語

總而言之，汽輪機在電力系統(tǒng)中占據(jù)著至關重要的地位，一旦汽輪機出現(xiàn)故障，將會帶來非常大的不安全隱患。文章分析了汽輪機啟動過程中振動故障的危害，探析了汽輪機啟動過程中振動故障與處理措施，希望能夠為電力企業(yè)的汽輪機運維工作人員提供一定的參考。

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