火電廠汽輪機(jī)運(yùn)行異常振動(dòng)原因分析

李雪飛

摘要：建國(guó)以來(lái)，隨著我國(guó)電力事業(yè)的不斷進(jìn)步，發(fā)電方式有了長(zhǎng)足的改進(jìn)，但是火力發(fā)電依然是我國(guó)發(fā)電的主要渠道。在大部分發(fā)電企業(yè)中，火力發(fā)電機(jī)組依然是發(fā)電的重要設(shè)備之一。一直以來(lái)火力發(fā)電機(jī)組的震動(dòng)異常都是電力企業(yè)在設(shè)備運(yùn)行檢修與維護(hù)時(shí)較為關(guān)注的一項(xiàng)內(nèi)容?；诖?，本文將對(duì)火電廠汽輪機(jī)運(yùn)行異常振動(dòng)的原因來(lái)進(jìn)行分析，希望能針對(duì)引起異常振動(dòng)的原因而進(jìn)行排除，從而保證機(jī)組的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；運(yùn)行異常振動(dòng)；原因分析

引言

火電廠汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)是無(wú)法避免的故障，也是經(jīng)常出現(xiàn)的故障，因此，要做好汽輪機(jī)組的維護(hù)工作，將損失降到最低。目前，我國(guó)的火力發(fā)電企業(yè)相對(duì)比較多，都擔(dān)任著所在地區(qū)的發(fā)電任務(wù)，汽輪機(jī)是發(fā)電廠重要的發(fā)電設(shè)備，它的安全運(yùn)行關(guān)系著企業(yè)的正常運(yùn)行。因此，汽輪機(jī)的維修人員要對(duì)汽輪機(jī)故障有著全面的了解，才能夠及時(shí)的維修，確保汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行，使火電廠得到正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，給當(dāng)?shù)厝颂峁└哔|(zhì)量的電力供應(yīng)。

1.火電廠汽輪機(jī)常見(jiàn)異常振動(dòng)產(chǎn)生的原因

1.1摩擦振動(dòng)引起的振動(dòng)

摩擦振動(dòng)的最主要特點(diǎn)是有兩個(gè)方面，第一方面是由于轉(zhuǎn)子熱彎曲產(chǎn)生了新的作用力，使其各種力之間的平衡被打破，這時(shí)，振動(dòng)信號(hào)的主頻率仍然是工作頻率，但受到了一些沖擊和非線性因數(shù)的影響，有可能會(huì)使頻率之間發(fā)生不同，甚至波形出現(xiàn)“削頂”的現(xiàn)象；第二方面是在發(fā)生摩擦振動(dòng)的時(shí)候，振動(dòng)的幅度和相位之間都會(huì)存在著波動(dòng)，而且波動(dòng)持續(xù)的時(shí)間可能會(huì)相對(duì)比較長(zhǎng)。重摩擦產(chǎn)生的溫度高于輕摩擦的溫度，這就可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子截面的溫度會(huì)出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，對(duì)局部位置進(jìn)行加熱會(huì)造成轉(zhuǎn)子熱彎曲的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生一個(gè)新的不平衡力施加到轉(zhuǎn)子上從而產(chǎn)生振動(dòng)。

1.2轉(zhuǎn)子受熱彎曲變形引起振動(dòng)

轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱彎曲變形的原因有很多種，但是常見(jiàn)的就是自身熱量過(guò)高，不能及時(shí)散熱，從而產(chǎn)生應(yīng)力變形，轉(zhuǎn)子運(yùn)行過(guò)程中氣缸會(huì)進(jìn)入冷空氣，進(jìn)入水汽，那么這些氣體會(huì)和氣缸產(chǎn)生靜摩擦和動(dòng)摩擦，最終導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻存在著差異，這樣轉(zhuǎn)子就不可避免的發(fā)生熱變形。當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲變形之后，轉(zhuǎn)輪機(jī)組就會(huì)出現(xiàn)異常振動(dòng)，出現(xiàn)這一問(wèn)題，可能會(huì)臨時(shí)產(chǎn)生危害，也可能是永久性產(chǎn)生危害，雖然直接后果不同，但是原因都是轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心造成的。如果不能及時(shí)控制，引發(fā)和質(zhì)量偏心類似的旋轉(zhuǎn)矢量激振力。當(dāng)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)彎曲，這種彎曲會(huì)導(dǎo)致軸彈力不同，轉(zhuǎn)子運(yùn)行中出現(xiàn)不平衡問(wèn)題，同時(shí)出現(xiàn)的離心相位也不同，如果二者作用力可以相互抵消，也就是作用力大小基本相同，那么轉(zhuǎn)子的振動(dòng)幅度會(huì)非常小，在專業(yè)術(shù)語(yǔ)中稱之為凹谷相撞，這一情況和轉(zhuǎn)子不平衡導(dǎo)致的動(dòng)力特征存在著很大的不同。如果二者力不能相互抵消，力的大小差距很大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的振動(dòng)噪音，由此可見(jiàn)轉(zhuǎn)子受熱彎曲變形的危害非常大。

1.3汽流激振引起振動(dòng)

汽輪發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷超過(guò)某一負(fù)荷點(diǎn)，軸振動(dòng)立即急劇增加；如果降負(fù)荷低于負(fù)荷點(diǎn)，振動(dòng)立即迅速減小。強(qiáng)烈振動(dòng)的頻率約等于或低于高壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速。汽流激振一般為正向渦動(dòng)。發(fā)生汽流激振的部位在高壓轉(zhuǎn)子或再熱中壓轉(zhuǎn)子段。汽流激振的主要原因是葉片受到了不均勻氣體沖擊而產(chǎn)生的；對(duì)于大型機(jī)組，由于末級(jí)較長(zhǎng)，氣體在葉片末端膨脹產(chǎn)生流道紊亂也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象；軸封也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象。

1.4油膜震蕩引起振動(dòng)

汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)失去之前的穩(wěn)定性，因此在旋轉(zhuǎn)時(shí)需要圍繞軸線運(yùn)行，還必須圍繞平衡點(diǎn)渦動(dòng)，這樣油膜就會(huì)出現(xiàn)激震蕩。除此之外，還會(huì)出現(xiàn)半速渦動(dòng)情況。

2.火電廠汽輪機(jī)常見(jiàn)異常振動(dòng)的處理措施

2.1摩擦振動(dòng)的處理措施

摩擦振動(dòng)是不可避免的，日常檢查汽輪機(jī)的時(shí)候，或者是進(jìn)行設(shè)備維修的時(shí)候，要重點(diǎn)對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行檢查，尤其是相互之間的摩擦情況，分析其是靜摩擦還是動(dòng)摩擦。除此之外，時(shí)刻留意機(jī)組的各個(gè)零件之間是否存在著摩擦聲音，如果發(fā)生嚴(yán)重的異常聲音，那么工作人員針對(duì)該設(shè)備，或者設(shè)備中的局部構(gòu)件等進(jìn)行維護(hù)和更換。

2.2轉(zhuǎn)子熱彎曲故障的解決措施

針對(duì)轉(zhuǎn)子熱彎曲這一故障的解決措施是及時(shí)的更換新的轉(zhuǎn)子，從而降低汽輪機(jī)組的異常振動(dòng)，沒(méi)有強(qiáng)烈的振動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)強(qiáng)度的作用力，更加不會(huì)出現(xiàn)汽輪機(jī)異常振動(dòng)的現(xiàn)象。

2.3汽流激振的解決措施

通過(guò)跟蹤、分析近一年中每個(gè)機(jī)組的振動(dòng)數(shù)據(jù)和機(jī)組滿負(fù)荷的時(shí)候數(shù)據(jù)情況，將其做成曲線圖，觀察曲線圖的相關(guān)變化。也可以說(shuō)，在不同情況下，確定機(jī)組產(chǎn)生氣流激振的工作狀態(tài)，采用減低負(fù)荷變化率和避開(kāi)產(chǎn)生氣流激振的負(fù)荷范圍的方式避免氣流激振現(xiàn)象。

2.4油膜震蕩的解決措施

在機(jī)組出現(xiàn)油膜震蕩時(shí)，可采用以下解決措施：①增加軸瓦比壓，有效控制油膜發(fā)生的振動(dòng)。②減小軸瓦頂部間隙或增大上軸瓦軸承合金的寬度，這樣能有效減少振動(dòng)頻率③減小軸頸與軸瓦的接觸角，，其振動(dòng)就會(huì)減少。一般可減小至300～400。④降低潤(rùn)滑油動(dòng)力粘度，這樣就會(huì)對(duì)其正常運(yùn)行造成影響，軸受力就會(huì)單一，不會(huì)出現(xiàn)復(fù)合力導(dǎo)致重心變化，出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題。⑤用平衡的方法將轉(zhuǎn)子原有不平衡分量降得很少。

3.結(jié)語(yǔ)

總而言之，汽輪機(jī)日常運(yùn)行中，想徹底避免各類故障是很難的，但是借助科學(xué)、有效的預(yù)防手段，可以大幅降低汽輪機(jī)故障發(fā)生率，在汽輪機(jī)日常維護(hù)管理中，應(yīng)重視先進(jìn)管理手段的運(yùn)用，并重視統(tǒng)計(jì)汽輪機(jī)各類常見(jiàn)故障，分析故障原因，總結(jié)故障處理措施，逐步建立、完善有針對(duì)性的故障處理機(jī)制，只有這樣才能在汽輪機(jī)發(fā)生故障時(shí)，快速定位故障、處理故障，才能更好的保障汽輪機(jī)的安全、高效運(yùn)行。

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