有關(guān)汽輪機(jī)振動(dòng)的原因及應(yīng)對(duì)舉措的分析

杭州汽輪機(jī)股份有限公司 浙江 杭州 310022

1 引言

工業(yè)應(yīng)用中,常用汽輪機(jī)作為大型風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備,此汽輪機(jī)相對(duì)于大型電廠汽輪機(jī)而言,運(yùn)行功率低。但目前隨著風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的裝載量不斷增加,其運(yùn)行功率也提升較高,因此工業(yè)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了提升,伴隨著汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、運(yùn)行環(huán)境多樣化,容易出現(xiàn)汽輪機(jī)的振動(dòng)異常,對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和效率產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響整個(gè)體系的正常運(yùn)行,本文主要針對(duì)汽輪機(jī)振動(dòng)的異常情況進(jìn)行分析,并采取應(yīng)對(duì)措施改善振動(dòng)異常。

2 汽輪機(jī)振動(dòng)的類型及產(chǎn)生原因

汽輪機(jī)的振動(dòng)主要指的是汽輪機(jī)在具體的運(yùn)行過程當(dāng)中出現(xiàn)偏離的現(xiàn)象,同時(shí)需要對(duì)偏離的程度做出一個(gè)合理的把控,并且將這個(gè)偏離的程度控制一個(gè)合理的范圍之內(nèi),只有保障偏離度的合理才能保障汽輪機(jī)的良好的運(yùn)行,如果偏離的度超過一定的范圍就會(huì)對(duì)汽輪機(jī)的正常運(yùn)行運(yùn)行產(chǎn)生十分不良的影響。汽輪機(jī)產(chǎn)生的異常振動(dòng)不僅會(huì)影響內(nèi)部設(shè)備零件的正常運(yùn)行,同時(shí)還會(huì)加劇零件之間的摩擦與老化。汽輪機(jī)的振動(dòng)主要由以下的因素產(chǎn)生：

2.1 油膜振動(dòng) 汽輪機(jī)的振動(dòng)由很多的因素造成,一個(gè)是油膜的振動(dòng),導(dǎo)致油膜產(chǎn)生振動(dòng)的主要原因就是轉(zhuǎn)子的不平衡運(yùn)行。在汽輪機(jī)正常運(yùn)行的過程中,如果轉(zhuǎn)子自身的運(yùn)行卻無法保證平衡很容易就會(huì)導(dǎo)致油膜出現(xiàn)振動(dòng)的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)子的不平衡轉(zhuǎn)動(dòng)一般與渦流的頻率有關(guān),如果渦流的頻率過快,達(dá)到與轉(zhuǎn)子同一數(shù)量級(jí)時(shí),會(huì)在腔體內(nèi)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的渦流,加劇轉(zhuǎn)子的不平衡轉(zhuǎn)動(dòng),造成動(dòng)能和位能的相互轉(zhuǎn)化,產(chǎn)生汽輪機(jī)振動(dòng)。

2.2 轉(zhuǎn)子變形 汽輪機(jī)的振動(dòng)除了這幾個(gè)方面以外還有一個(gè)十分重要的原因就是轉(zhuǎn)子出現(xiàn)變形,其變形會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)的運(yùn)行出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象。在汽輪機(jī)具體運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中,長期在高溫高壓的環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)行會(huì)造成轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一定的變形問題,同時(shí)轉(zhuǎn)子之間在運(yùn)行的過程中會(huì)出現(xiàn)貼合度差的現(xiàn)象,進(jìn)而出現(xiàn)振動(dòng)。另外,汽輪機(jī)長時(shí)間運(yùn)行時(shí),其密封條件也會(huì)下降,造成環(huán)境水分過多進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi),水分的存在會(huì)加劇轉(zhuǎn)子在高溫條件下變形情況,使得汽輪機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)。

2.3 摩擦振動(dòng) 轉(zhuǎn)子在其他力的作用的過程中常常會(huì)導(dǎo)致材質(zhì)出現(xiàn)一定程度的變形,同時(shí)在這個(gè)過程中會(huì)導(dǎo)致相關(guān)的零件出現(xiàn)摩擦。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)常常會(huì)受到一定的沖擊,因此會(huì)出現(xiàn)一些其他的頻波,這些都是一些高頻分量的。汽輪機(jī)出現(xiàn)摩擦的問題之間,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度會(huì)有一些波動(dòng)性,同時(shí)一些數(shù)值也會(huì)產(chǎn)生遷移,造成轉(zhuǎn)子取法正常的在區(qū)間內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

3 汽輪機(jī)異常振動(dòng)分析

(1)汽輪機(jī)振動(dòng)診斷分析。汽輪機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的原因多種多樣,需要對(duì)振動(dòng)產(chǎn)生的原因進(jìn)行準(zhǔn)確判斷,才能及時(shí)快速的處理異常。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法具有較強(qiáng)的魯棒性,能夠快速、簡(jiǎn)便的處理復(fù)雜的問題?？梢栽谡駝?dòng)原因分析中引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,首先建立數(shù)學(xué)模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)參數(shù)設(shè)置,并根據(jù)之前的相關(guān)數(shù)據(jù)完成自學(xué)習(xí)。在汽輪機(jī)的相應(yīng)的位置安裝信號(hào)收集裝置,如果汽輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)時(shí),可以分析不同位置信號(hào)的特點(diǎn),利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)學(xué)模型分析計(jì)算,分析此振動(dòng)屬于哪種異常類型,可以助于快速解決問題。

(2)汽輪機(jī)振動(dòng)應(yīng)對(duì)措施。根據(jù)分析,如果汽輪機(jī)的振動(dòng)由于轉(zhuǎn)子的熱變形引起,需要根據(jù)轉(zhuǎn)子的變形情況決定是否進(jìn)行轉(zhuǎn)子更換,一般而言,出現(xiàn)熱變形的轉(zhuǎn)子需要進(jìn)行及時(shí)更換,可以從根本上解決振動(dòng)。同時(shí),在汽輪機(jī)保養(yǎng)過程中,要關(guān)注汽輪機(jī)內(nèi)部是否存在摩擦聲音,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,避免造成更嚴(yán)重的運(yùn)行故障。此外,汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中如果油膜出現(xiàn)損害就很容易對(duì)轉(zhuǎn)子的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響,因此需要結(jié)合實(shí)際運(yùn)行來選擇粘度較為合適的潤滑油,這樣能夠避免油膜在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的破壞問題。對(duì)于信號(hào)傳感器以及汽輪機(jī)的監(jiān)控問題需要及時(shí)對(duì)相關(guān)的運(yùn)行情況進(jìn)行判斷,這樣能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)相關(guān)故障并解決。

4 汽輪機(jī)振動(dòng)的預(yù)防

汽輪機(jī)在具體的運(yùn)行過程當(dāng)中一旦相關(guān)的設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異?？梢越Y(jié)合實(shí)際情況來對(duì)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行降低,如果能夠通過降低轉(zhuǎn)速的方式減小振動(dòng)的情況,則表明系統(tǒng)內(nèi)無明顯的故障。相反,如果降低負(fù)荷不能改善振動(dòng),則需要進(jìn)行停機(jī)處理,排查相關(guān)的原因,避免產(chǎn)生更為嚴(yán)重的故障。在汽輪機(jī)進(jìn)行安裝與具體的保養(yǎng)的過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)將汽輪機(jī)的主要的轉(zhuǎn)動(dòng)的相關(guān)部分以及固定的一些部分進(jìn)行檢測(cè),一旦出現(xiàn)一些具體的問題的時(shí)候就要及時(shí)的找出問題并且解決問題。汽輪機(jī)在生產(chǎn)的過程匯總需要分別進(jìn)行平衡測(cè)試,一個(gè)是高速測(cè)試另一個(gè)就是低速測(cè)試。安裝過程中需要嚴(yán)格控制精密度,避免密封部分出現(xiàn)漏氣情況,同時(shí)確保軸瓦尺寸符合要求,避免出現(xiàn)瓦口間隙、瓦頂間隙。瓦頂緊力以及相關(guān)的瓦墊等等與洼窩的接受的程度都會(huì)影響汽輪機(jī)的運(yùn)行,一旦出現(xiàn)異常就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),需要做好格外的關(guān)注。

5 結(jié)語

通過本文的分析,可以明確汽輪機(jī)的振動(dòng)主要由于轉(zhuǎn)子變形、油膜破壞及體系內(nèi)的摩擦引起,在汽輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)故障時(shí),要能快速找到故障的發(fā)生部位和產(chǎn)生原因,及時(shí)快速解決故障,保證汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。通過采取傳感器對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行模型分析,可以快速發(fā)現(xiàn)故障并解決故障,從而避免更大故障的發(fā)生,保證汽輪機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。