汽輪機異常振動問題的解決措施

（黑龍江省火電第三工程公司，黑龍江 哈爾濱 150016）

汽輪機異常振動問題的解決措施

于春海

（黑龍江省火電第三工程公司，黑龍江 哈爾濱 150016）

在發(fā)電廠中，作為整個發(fā)電系統(tǒng)的核心，汽輪機組發(fā)揮了重要作用，但其運行過程中會由于諸多因素影響而產生異常振動，造成整個發(fā)電系統(tǒng)的運行問題，因而是當前發(fā)電廠中亟待解決的難題之一。文章主要針對汽輪機組異常振動問題進行了分析論述，針對產生問題的原因進行論述，并提出了相應的解決措施。

發(fā)電廠；汽輪機；異常振動；問題；措施

引言

在發(fā)電廠生產系統(tǒng)中，汽輪機發(fā)揮著重要作用，是整個發(fā)電系統(tǒng)的核心設備，一旦汽輪機出現(xiàn)故障，就會對整個發(fā)電系統(tǒng)造成影響。汽輪機組發(fā)生故障多是由于設備老化﹑關鍵部位出現(xiàn)磨損現(xiàn)象等。并且，在整個發(fā)電系統(tǒng)中，汽輪機組故障時發(fā)生頻率較大的，這就會對整個發(fā)電機組的運行造成影響。在汽輪機組故障中，異常振動是發(fā)生頻率較大的故障，由于受到多方影響，只要涉及機體的設備以及介質，都會引發(fā)汽輪機組產生異常振動，例如，輸水﹑油質﹑油溫以及進汽參數(shù)等都會引發(fā)汽輪機組振動，因而只有明確汽輪機組異常振動原因，才能夠對癥下藥，解決問題。

1 故障分析以及排除

造成汽輪機故障點因素主要有以下三種，首先為氣流激振，其次則是轉子熱變形以及摩擦振動等。下面便針對這三點內容展開詳細的討論。

1.1 汽流激振現(xiàn)象

在汽輪機組運行過程中會由于汽流激振現(xiàn)象引發(fā)異常振動，其特征包括兩方面。首先會出現(xiàn)低頻分量且數(shù)值較大；其次運行參數(shù)變化，則振動明顯變化。原因在于汽輪機葉片受到汽流的不平衡沖擊，而發(fā)生的汽流激振現(xiàn)象，由于末級較長，大型機組的葉片末端會受到汽流的流道紊亂影響，而發(fā)生激振現(xiàn)象，另外軸封也有可能出現(xiàn)汽流激振現(xiàn)象。通過對升降負荷速率的改變，，即對高壓調速汽門的改變，將氣流激振動予以消除。即確定汽輪機的激振狀態(tài)，避開激振負荷范圍。

1.2 轉子熱變形導致的機組異常振動特征﹑原因及排除

轉子熱變形引發(fā)的振動特征是一倍頻振幅的增加與轉子溫度和蒸汽參數(shù)有密切關系，大都發(fā)生在機組冷態(tài)啟機定速后帶負荷階段，此時轉子溫度逐漸升高，材質內應力釋放引起轉子熱變形，一倍頻振動增大，同時可能伴隨相位變化。由于引起了轉子彎曲變形而導致機組異常振動。轉子永久性彎曲和臨時性彎曲是兩種不同的故障，但其故障機理相同，都與轉子質量偏心類似，因而都會產生與質量偏心類似的旋轉矢量激振力。轉軸彎曲不同于質心偏離，若發(fā)生轉軸彎曲那么兩端就會出現(xiàn)錐形運動，并且還會產生軸向上的工頻振動。并且一旦發(fā)生轉軸彎曲，必然會產生彈力，并使得轉子失去平衡，受到彈力以及離心相位差的抵消作用，轉軸振幅會相對減少，即會在某一轉速上產生最低值，這一特征不同于轉子動力特征。若不平衡量大于彎曲作用，那么在臨界轉速一下，振幅會有所減?。蝗粝噍^于不平衡量，彎曲作用相對較大，那么振幅的減少必然會發(fā)生在臨界轉速值以上。若由于熱變形引發(fā)熱論機組出現(xiàn)異常振動，則可以通過更換新轉子的方式予以解決，失去振動力來源，機組就不會發(fā)生異常振動故障。

1.3 摩擦振動的特征﹑原因與排除

摩擦振動的特征：首先是由于轉子熱彎曲產生新的不平衡力，因此振動信號的主頻仍為工頻，但是由于受到沖擊和一些非線性因數(shù)的影響，可能會出現(xiàn)少量分頻﹑倍頻和高頻分量，有時波形存在“削頂”現(xiàn)象。其次是由于摩擦過程中，振幅以及相位都具有波動性，其持續(xù)時間相對較長。若摩擦力過大，振幅以及相位便會發(fā)生波動，且振幅會驟然變大。再者，若降速超過臨界點時，相比較升速，降速振動稍大一些，對靜止后的轉子進行測量，可以發(fā)現(xiàn)，大軸晃度有所增加。

摩擦振動機理分析。首先汽輪機轉子受到摩擦力影響會發(fā)生渦動以及抖動現(xiàn)象，但影響主要表現(xiàn)在轉子熱彎曲上。在一個圓周中，各個點受到的動靜摩擦程度具有差異，同輕摩擦相比，重摩擦具有更高的溫度，因而在轉子徑向截面中，轉子會受到不同的摩擦，由于局部受熱，因而轉子會產生熱彎曲，因而導致了轉子受力不平衡，所以便會產生振動。

2 異常振動檢查步驟

在發(fā)電系統(tǒng)的運行過程中，常常會出現(xiàn)，瓦蓋振異常以及軸振異常的現(xiàn)象，造成這一現(xiàn)象的因素很多。依照振動的特性以及原因進行分析，造成振動的因素相對較高。振動頻率分別為1X，2X，1/2X等。繼而需要對振動相位變化與否進行分析，同時對相鄰軸承之間所具有的相位關系變化情況進行詳細論述。

當振動發(fā)生時，其設備的穩(wěn)定性如何，是否會出現(xiàn)勵磁電流的變化，并對生產設備以及電網(wǎng)負荷和溫度﹑時間等因素進行確定。若汽輪機轉子出現(xiàn)質量不平衡現(xiàn)象，那么就會造成：升速振動同轉速平方會橫線正比例關系，振動會隨著轉速的增大而不斷增加。尤其在超過臨界時，振動相對以往會大很多。此時振動頻率為1X。振動相位不變化時，振動穩(wěn)定性良好，這是由于，振動相位不變化，加之受到摩擦力作用，穩(wěn)定性相對較好?；蛘呦噜忀S承相位相同﹑相反，其穩(wěn)定性也相對良好，并且上述兩種情況振動重復性良好。依照振動所具有的特征，以及日常檢修狀況，可以對故障引發(fā)因素進行分析確定，并及時的解決問題。另外，針對設計上的一些問題，應當提前予以預防，關注故障發(fā)生點，一旦出現(xiàn)問題，應當及時對部件缺陷進行檢查﹑確定，并解決問題。

結語

在發(fā)電廠發(fā)電機組的運行過程中，汽輪機組發(fā)生異常振動是不可避免的，作為最常見的故障之一，如何及時有效的排除故障是當前發(fā)電企業(yè)需要重視的問題。一旦設備出現(xiàn)問題，需要對故障的特征進行總結，對故障原因進行分析，而不是盲目的拆機。通過對故障點以及故障部件進行確定，并查閱相關維修記錄，繼而依照分析結果進行維修。若故障發(fā)生在剛剛檢修以及更換的部位，則需要進行故障點的二次確認。針對近期維護以及更換的零部件，其發(fā)生的異常震動的幾率相對較低。所以，需要在異常振動故障的排查工作中加以注意。

[1]郭天霞.汽輪機常見故障排除方法與分析[J].黑龍江科技信息，2011.

[2]喬建東，王文智.汽輪發(fā)電機組摩擦振動大的分析及對策[J].中國新技術新產品，2011.

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