汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子熱彎曲故障研究與分析

陳功偉 吳幸(貴州赤天化桐梓化工有限公司， 貴州 遵義 563200)

汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子熱彎曲故障研究與分析

陳功偉 吳幸(貴州赤天化桐梓化工有限公司， 貴州 遵義 563200)

汽輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，各個(gè)軸承振動(dòng)監(jiān)控參數(shù)反映了機(jī)組運(yùn)行安全和穩(wěn)定，通常情況下需要對(duì)于每個(gè)機(jī)組軸承進(jìn)行很好振動(dòng)測(cè)量和分析，結(jié)合機(jī)組振動(dòng)實(shí)例對(duì)于機(jī)組進(jìn)行振動(dòng)故障診斷解決。

汽輪發(fā)電組；轉(zhuǎn)子；故障研究

1 振動(dòng)故障診斷原因分析

(1)機(jī)組中有很多因素可以引起機(jī)組振動(dòng)，需要對(duì)于故障進(jìn)行很好綜合判斷分析解決，利用各種參數(shù)情況進(jìn)行綜合分析，對(duì)于軸承振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，穩(wěn)定正弦各種因素，對(duì)于部件故障機(jī)組全方位進(jìn)行診斷，還要對(duì)于轉(zhuǎn)子彎曲故障研究分析。隨著汽輪機(jī)組不斷向大機(jī)組容量發(fā)展，無(wú)論是機(jī)組啟動(dòng)還是運(yùn)行過(guò)程都伴隨著參數(shù)變化，汽輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)也需要不斷變化，轉(zhuǎn)子平衡狀態(tài)需要參數(shù)變化，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲故障主要指的就是轉(zhuǎn)子會(huì)受到外界刺激振動(dòng)力量，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)改變現(xiàn)象，汽輪發(fā)電機(jī)組不平衡故障主要是因?yàn)橘|(zhì)量不平衡問(wèn)題導(dǎo)致。

(2)轉(zhuǎn)子熱彎曲是轉(zhuǎn)子受熱后產(chǎn)生附加不平衡力出現(xiàn)振動(dòng)的改變現(xiàn)象問(wèn)題，轉(zhuǎn)子熱轉(zhuǎn)彎曲是由于熱應(yīng)力不平衡溫度分布導(dǎo)致，熱彎曲會(huì)破壞原轉(zhuǎn)子的平衡狀態(tài)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中質(zhì)量偏心。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在高溫和高壓中工作，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在投入運(yùn)行后，轉(zhuǎn)子平均溫度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速增加而增加，轉(zhuǎn)子受熱不均會(huì)導(dǎo)致軸系產(chǎn)生彎曲，所以溫度導(dǎo)致故障主要原因。轉(zhuǎn)子彎曲存在不同程度，比如穩(wěn)定部分不對(duì)稱，材質(zhì)特性不對(duì)稱和受到應(yīng)力不對(duì)稱問(wèn)題都是導(dǎo)致汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)子啟動(dòng)運(yùn)行彎曲原因。電站機(jī)組汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)子熱彎曲故障可能會(huì)在啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題，在汽輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程造成轉(zhuǎn)子生產(chǎn)力熱彎曲現(xiàn)象問(wèn)題，當(dāng)機(jī)組功能負(fù)荷增大的時(shí)候?qū)е缕啓C(jī)組彎曲問(wèn)題，造成振動(dòng)明顯增大問(wèn)題。

(3)另一個(gè)由于運(yùn)行中參數(shù)不穩(wěn)定，在機(jī)組啟動(dòng)階段也會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子溫度不分布不平衡，導(dǎo)致熱彎曲問(wèn)題，運(yùn)行過(guò)程中需要按照升速曲線進(jìn)行，經(jīng)過(guò)對(duì)于大量代表性工程實(shí)際案例分析整理，可以看出汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲主要原因可以分為三個(gè)因素，機(jī)組在停車過(guò)程中，另一就是轉(zhuǎn)子開(kāi)車過(guò)程中熱不平衡問(wèn)題，最后就是轉(zhuǎn)子受到較大的阻力，如動(dòng)靜摩擦等導(dǎo)致轉(zhuǎn)子彎曲。

2 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲處理措施

(1)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲故障處理措施主要是要在啟動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)階段進(jìn)行熱彎曲故障處理，選取適當(dāng)操作手段正確的開(kāi)機(jī)、升速、停機(jī)的工藝參數(shù)控制確保機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，根據(jù)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲故障特征采取正確的暖機(jī)的方法校正轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子自身會(huì)由于質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致彎曲問(wèn)題，轉(zhuǎn)子受到較大阻力主要原因是膨脹不暢原因?qū)е?，需要針?duì)不同原因進(jìn)行進(jìn)行相對(duì)處理。

(2)動(dòng)靜摩擦?xí)疝D(zhuǎn)子熱彎曲故障，需要對(duì)于這列故障進(jìn)行及時(shí)處理，避免惡性循環(huán)問(wèn)題，機(jī)組發(fā)生動(dòng)靜摩擦故障時(shí)要停止升速操作，及時(shí)查明原因，必要時(shí)調(diào)整動(dòng)靜之間摩擦，修復(fù)好部件的動(dòng)靜問(wèn)題，各部位間隙調(diào)整到允許范圍內(nèi)。通過(guò)大量汽輪發(fā)電機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)際發(fā)生的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲故障總結(jié)整理，熱彎曲故障主要表現(xiàn)為振動(dòng)持續(xù)身高并隨轉(zhuǎn)速變化而變化，因此在機(jī)組操作過(guò)程中嚴(yán)格按照升速曲線進(jìn)行，軸封溫度控制在允許范圍內(nèi)。

3 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲故障分析

(1)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲存在很多的因素，轉(zhuǎn)子受熱不均，動(dòng)靜摩擦致轉(zhuǎn)子不平衡，典型問(wèn)題就是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲，不同情況需要進(jìn)行相應(yīng)故障處理，隨著機(jī)組運(yùn)行參數(shù)變化，需要不斷提高大量故障熱彎曲認(rèn)識(shí)，啟動(dòng)過(guò)程運(yùn)行過(guò)程需要及時(shí)分析，將汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲和動(dòng)靜碰摩擦故障進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲故障進(jìn)行相應(yīng)故障診斷。

(2)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲故障主要是質(zhì)量不平衡問(wèn)題，在對(duì)于故障進(jìn)行診斷過(guò)程需要在故障診斷時(shí)候進(jìn)行清楚認(rèn)識(shí)，汽輪發(fā)電機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程需要做好故障診斷分析工作。質(zhì)量不平衡和轉(zhuǎn)子熱彎曲主要表現(xiàn)為1倍頻為主要頻率，要對(duì)于振動(dòng)過(guò)程中振幅相位進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲故障特征分析可以減少事故的發(fā)生，總結(jié)分析出汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲故障特征，啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程，將汽輪機(jī)進(jìn)行充分暖機(jī)，通過(guò)振動(dòng)等特征值進(jìn)行全面分析，查明故障原因，提高對(duì)于故障解決措施。

(3)汽輪機(jī)振動(dòng)故障診斷方法。大型電站機(jī)組旋轉(zhuǎn)機(jī)械大量故障不是瞬間發(fā)生，從發(fā)生到惡化是一個(gè)過(guò)程，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)汽輪機(jī)組機(jī)械設(shè)備大部分故障都和時(shí)間有直接關(guān)系，故障有一定穩(wěn)定性，提前預(yù)知故障發(fā)展趨勢(shì)可以很好保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，機(jī)組的故障診斷需建立一支技術(shù)過(guò)硬的故障分析、故障診斷、故障處理的專業(yè)隊(duì)伍，汽輪發(fā)電機(jī)組大型電站主要設(shè)備，故障需要實(shí)現(xiàn)設(shè)備早期預(yù)警工作，保障設(shè)備安全運(yùn)行模式，提高設(shè)備利用效率。對(duì)于故障衡量過(guò)程中需要依據(jù)故障特征采用預(yù)測(cè)方法實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)報(bào)工作，對(duì)于故障方法統(tǒng)一管理，數(shù)值分析預(yù)測(cè)方法主要包括指數(shù)預(yù)測(cè)方法，概率統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)方法，現(xiàn)代模型預(yù)測(cè)方法主要是按照時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)工作，也可以人工智能方法預(yù)測(cè)保證汽輪機(jī)正常運(yùn)行。

(4)通過(guò)對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)組故障預(yù)測(cè)，需要從理論上學(xué)習(xí)，對(duì)于轉(zhuǎn)子故障進(jìn)行合理分析，對(duì)比參數(shù)認(rèn)識(shí)模型，有效保證轉(zhuǎn)子合理正常運(yùn)轉(zhuǎn)。還要對(duì)于引起汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子彎曲事故進(jìn)行分析，判斷轉(zhuǎn)子彎曲動(dòng)靜原因，很好提高預(yù)防工作，保證機(jī)械正常工作。從工程實(shí)際角度出發(fā)通過(guò)故障診斷分析，長(zhǎng)期實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)振動(dòng)數(shù)據(jù)變化情況，提高故障分析能力，對(duì)于故障案例進(jìn)行科學(xué)判斷，綜合提高汽輪發(fā)電機(jī)操作工作流程，有效保證工作正常進(jìn)行。

4 結(jié)論

電站汽輪發(fā)電機(jī)組是火力發(fā)電主要設(shè)備，安全運(yùn)行關(guān)系整個(gè)機(jī)組問(wèn)題，伴隨著科技發(fā)展，汽輪發(fā)電機(jī)組越來(lái)受到重視，為保證汽輪機(jī)組正常運(yùn)行，需要通過(guò)對(duì)機(jī)械原理、處理措施、特征診斷和故障預(yù)測(cè)幾個(gè)方面進(jìn)行研究。以保證汽輪發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行。

[1]吳志剛，孟臨潼，210MW汽輪機(jī)大軸彎曲原因分析及直軸方法[J]，廣東電力，2007，(12).