柳進(jìn)波

（大唐武安發(fā)電有限公司，河北 武安 056300）

0 前言

近年來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展背景下，我國(guó)熱電廠在迎來(lái)更多發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，社會(huì)對(duì)供電穩(wěn)定性提供了更高的要求，汽輪機(jī)作為熱電廠設(shè)備的重要組成部分，其運(yùn)行狀態(tài)好壞直接影響供電可靠性，如果汽輪機(jī)發(fā)生振動(dòng)，零部件會(huì)受到極大的損傷，嚴(yán)重情況下導(dǎo)致供電中斷。因此，加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)振動(dòng)原因及對(duì)策的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 汽輪機(jī)振動(dòng)的主要因素

1.1 設(shè)計(jì)制造因素

汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)備工作量較大，長(zhǎng)期處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，極易出現(xiàn)運(yùn)行不良現(xiàn)象，例如：轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)中心偏離等，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生一定的離心力，軸承發(fā)生振動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)汽輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)，如果離心力在一定范圍內(nèi)，振動(dòng)幅度相對(duì)較小。嚴(yán)重情況下，汽輪機(jī)振動(dòng)幅度大，究其根本，主要是汽輪機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備精度沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，或者轉(zhuǎn)子安裝方面的問(wèn)題。

1.2 油膜因素

通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行情況調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子與軸承之間存在油膜，當(dāng)設(shè)備高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定性不佳造成油膜自激振蕩，一方面，設(shè)備在穩(wěn)定運(yùn)行情況下，轉(zhuǎn)子圍繞著軸線軌道運(yùn)行，另一方面，設(shè)備失衡狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，也會(huì)圍繞平衡點(diǎn)渦動(dòng)，其頻率基本是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的1/2，一旦渦轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速重合，那么轉(zhuǎn)速就會(huì)受到共振的影響，出現(xiàn)激勵(lì)振動(dòng)[1]。

1.3 氣流因素

葉片作為設(shè)備的一部分，在受到氣體的沖擊后會(huì)出現(xiàn)汽流振動(dòng)，特別是對(duì)于大型機(jī)組而言，其末級(jí)葉片較長(zhǎng)，且易發(fā)生膨脹，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致流道混亂，此外，軸封也是影響汽流激振的因素之一，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷超過(guò)承受標(biāo)準(zhǔn)后，軸振動(dòng)頻率較大，相對(duì)應(yīng)的，負(fù)荷小于承受標(biāo)準(zhǔn)后，振動(dòng)幅度也會(huì)隨之降低。

1.4 人為因素

安裝及檢查過(guò)程作為熱電廠日常工作的一部分，如果操作不當(dāng)也會(huì)對(duì)汽輪機(jī)產(chǎn)生一定影響，設(shè)備兩端之間的協(xié)調(diào)需要軸承給予一定的支撐，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)零部件難以正常工作現(xiàn)象，影響設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，從而引起汽輪機(jī)振動(dòng)。

2 汽輪機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的危害

汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組作為電廠發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，一旦出現(xiàn)異常振動(dòng)，對(duì)供電穩(wěn)定性、工廠生產(chǎn)等方面都會(huì)產(chǎn)生極大的影響，其具體危害主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

首先，端部軸封磨損導(dǎo)致密封性降低，使得空氣漏入到低壓缸中，繼而影響外漏汽，導(dǎo)致設(shè)備局部過(guò)熱出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，蒸汽隨之與潤(rùn)滑油結(jié)合，損壞油膜，并使得軸瓦鎢金熔化，在很大程度上影響機(jī)組安全性。

其次，隔板汽封磨損，嚴(yán)重情況下，會(huì)瞬間增加漏汽，而軸向力與漏汽程度成正比，使得軸向力也隨之增加，熔化瓦烏金，影響設(shè)備穩(wěn)定性。

最后，滑銷(xiāo)系統(tǒng)作為設(shè)備不可缺少的一部分，不僅能夠固定汽輪機(jī)汽缸及軸承外殼，還能夠確保機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，然而，長(zhǎng)期運(yùn)行情況下，滑銷(xiāo)受到磨損，使得機(jī)組過(guò)熱，系統(tǒng)不能夠發(fā)揮有效調(diào)節(jié)作用，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重事故，對(duì)人身安全造成一定程度的威脅。因此，了解和明確汽輪機(jī)振動(dòng)的危害，積極采取針對(duì)性措施調(diào)整和優(yōu)化設(shè)備，確保其穩(wěn)定運(yùn)行顯得尤為重要。

3 應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的有效措施

3.1 選擇優(yōu)質(zhì)設(shè)備，提高安裝精度

針對(duì)設(shè)計(jì)制造因素引起的振動(dòng)，要從設(shè)備采購(gòu)入手，在設(shè)備選購(gòu)過(guò)程中，除了結(jié)合自身需求之外，還需要加強(qiáng)對(duì)市場(chǎng)的考察，對(duì)產(chǎn)品的性能、質(zhì)量及價(jià)格進(jìn)行深入分析和研究，選擇質(zhì)美價(jià)廉的產(chǎn)品，并與產(chǎn)品生產(chǎn)廠家建立長(zhǎng)期合作關(guān)系，為產(chǎn)品售后提供支持。

另外，在設(shè)備安裝時(shí)，由于設(shè)備涉及零部件較多，為了能夠確保設(shè)備發(fā)揮最大效能，需要重視對(duì)每一環(huán)節(jié)的管理，例如：葉片平衡測(cè)試等。國(guó)家要發(fā)揮宏觀調(diào)控作用，加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)設(shè)備生產(chǎn)的管理，加大對(duì)設(shè)備產(chǎn)品的檢查力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格產(chǎn)品，并予以重新生產(chǎn)，增強(qiáng)生產(chǎn)廠家質(zhì)量意識(shí)，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，從源頭上解決這一問(wèn)題，不僅如此，在設(shè)備安裝后，進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，完善細(xì)節(jié)，確保試驗(yàn)結(jié)果與運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)相符合，才能夠正式投入使用，從而從源頭上避免設(shè)計(jì)制造引起的振動(dòng)。

3.2 結(jié)合設(shè)備情況，調(diào)整軸瓦間隙

針對(duì)油膜振動(dòng)情況，可以結(jié)合實(shí)際情況，適當(dāng)增加軸瓦比壓，同時(shí)減少頂部間隙，通過(guò)這種方式，不僅能夠有效降低油膜振動(dòng)幅度，還能夠提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性；另外，還可以通過(guò)調(diào)整軸和軸瓦的接觸角，來(lái)降低潤(rùn)滑油的動(dòng)力粘度[2]。由于引起油膜振動(dòng)的原因是運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡，人員也可以利用平衡法，調(diào)整轉(zhuǎn)子與軸承，確保二者之間的連續(xù)性，從而避免油膜振動(dòng)對(duì)設(shè)備造成的不良影響。

3.3 重視日常檢查，減少汽流震蕩

日常檢查和維護(hù)是避免汽輪機(jī)振動(dòng)的有效途徑，針對(duì)汽流激振問(wèn)題，要加強(qiáng)日常檢查和維護(hù)，結(jié)合電廠實(shí)際情況，制定科學(xué)、合理的維護(hù)和保養(yǎng)方案，為具體工作提供依據(jù)，更換老舊零部件，對(duì)個(gè)別零部件進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽流激振現(xiàn)象，結(jié)合其激振特點(diǎn)，將振動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)信息記錄在案，例如：機(jī)組滿負(fù)荷情況數(shù)據(jù)等，并對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深入分析，觀察曲線變化情況，找到故障發(fā)生的規(guī)律，采取針對(duì)性措施，調(diào)整負(fù)荷，確定負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)保障汽輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，避免設(shè)備振動(dòng)造成的不良影響，主要操作步驟如下：確定設(shè)備工作狀態(tài)——調(diào)整負(fù)荷變化率——確定負(fù)載范圍，通過(guò)這種方式和方法，不僅能夠有效避免汽流激振情況，還能夠延長(zhǎng)設(shè)備壽命。

3.4 加強(qiáng)安裝和試驗(yàn)，提高設(shè)備質(zhì)量

針對(duì)人為因素，在設(shè)備安裝和檢查過(guò)程中，要嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家的說(shuō)明要求，并結(jié)合自身實(shí)際情況，對(duì)設(shè)備軸承的標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，保障軸承標(biāo)高與設(shè)計(jì)圖紙相吻合，避免軸承造成的設(shè)備振動(dòng)問(wèn)題，另外，設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)子與汽缸之間會(huì)存在間隙，基于此，要在設(shè)備停止運(yùn)行時(shí)，對(duì)膨脹差進(jìn)行分析和研究，合理調(diào)整二者之間的間隙，避免由于二者間隙過(guò)大過(guò)小導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行效率降低，不僅如此，還需要明確蒸汽參數(shù)，如：溫度差、監(jiān)視段壓力等，加大控制力度，并在設(shè)備啟動(dòng)之前，對(duì)轉(zhuǎn)子晃度進(jìn)行監(jiān)視，避免設(shè)備工作強(qiáng)度過(guò)大，從而為電廠穩(wěn)定供電提供支持和幫助[4]。

3.5 加大培訓(xùn)力度，提高人員素質(zhì)

操作人員作為汽輪機(jī)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的核心，其綜合素質(zhì)高低直接影響設(shè)備運(yùn)行情況。因此，管理者要結(jié)合實(shí)際情況，制定科學(xué)、合理的培訓(xùn)方案，并加大培訓(xùn)力度，側(cè)重在專(zhuān)業(yè)知識(shí)和設(shè)備操作等方面的教育，提高人員專(zhuān)業(yè)技能，并積極落實(shí)責(zé)任制，為操作人員開(kāi)展工作提供依據(jù)，有效落實(shí)定期檢查和維護(hù)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并采取針對(duì)性措施，加以調(diào)整和優(yōu)化，從而保障供電系統(tǒng)穩(wěn)定、有序運(yùn)行[5]。

4 結(jié)論

根據(jù)上文所述，汽輪機(jī)作為熱電廠的核心設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)好壞直接影響供電穩(wěn)定性。因此，相關(guān)人員要了解和明確引起汽輪機(jī)振動(dòng)的因素，并采取有效措施，加強(qiáng)日常檢查、提高安裝水平，加大人員培訓(xùn)力度，從而避免停機(jī)事故，提高運(yùn)行效率。

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［3］褚福磊,王慶禹,盧文秀.用聲發(fā)射技術(shù)與小波包分解確定轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的碰摩位置[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2011,10(8)：158-159.

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