論火電廠汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障排查技術(shù)分析

董向平

【摘 ?要】火力發(fā)電站中，汽輪機(jī)組的重要程度是很高的，它的運(yùn)行狀態(tài)良好與否直接決定著整個(gè)火力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以在火力發(fā)電工作中要做好汽輪機(jī)的異常振動(dòng)排查工作，保證汽輪機(jī)組得以安全可靠運(yùn)行。本文主要分析在火力發(fā)電廠中的汽輪機(jī)常出現(xiàn)的異常振動(dòng)故障，進(jìn)而分析汽輪機(jī)異常震動(dòng)的維修措施。

【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電站;汽輪機(jī);異常振動(dòng);

電力供應(yīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康運(yùn)行的重要資源保證，電力系統(tǒng)能夠保證居民生活用電穩(wěn)定，也能促進(jìn)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，成為在社會(huì)進(jìn)步中不可獲取的重要資源?；痣姀S在電力系統(tǒng)中占有一席之地，汽輪機(jī)組的日常保養(yǎng)維護(hù)能夠?qū)痣姀S供電打下良好的基礎(chǔ)?；痣姀S電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，而且所處的運(yùn)行環(huán)境較為惡劣，所以汽輪機(jī)組的故障率居高不下，若是出現(xiàn)故障，對(duì)于整個(gè)火電廠的電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是具有極大危害性的，也會(huì)嚴(yán)重的阻礙發(fā)電機(jī)組的健康運(yùn)行狀況。

1.研究火電廠汽輪機(jī)組的異常振動(dòng)原因的意義

我國(guó)電力系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷完善，汽輪機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)高效與否直接關(guān)系到整個(gè)火力發(fā)電站發(fā)電環(huán)節(jié)的健康運(yùn)行，若是汽輪機(jī)組可以保證正常運(yùn)行，那么便可以對(duì)發(fā)電廠的供電連續(xù)性做好保證，也會(huì)給電力用戶帶來(lái)極大的便利。除此以外，健康的電力系統(tǒng)能夠提升國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。所以在當(dāng)前的火力發(fā)電站中，最重要的一項(xiàng)工作就是采取有效措施以維護(hù)電力系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。不僅于此，在定期對(duì)汽輪機(jī)組進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的同時(shí)也好加強(qiáng)培養(yǎng)人才，在這一過(guò)程中不斷積累的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。研究火電廠其輪組異常振動(dòng)的原因，可以有效避免多種故障，讓設(shè)備始終保持在一個(gè)良好的環(huán)境下運(yùn)行，降低維修費(fèi)用支出。

2.火電廠汽輪機(jī)組常出現(xiàn)的異常振動(dòng)故障

汽輪機(jī)的組成結(jié)構(gòu)較多，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行自然不可避免的會(huì)出現(xiàn)很多故障，所以就需要在汽輪機(jī)組出現(xiàn)異?，F(xiàn)象之前進(jìn)行故障排查，及時(shí)將可能出現(xiàn)的問(wèn)題加以制止。

2.1汽輪機(jī)的油膜出現(xiàn)異常振動(dòng)

在汽輪機(jī)的發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)升速時(shí)，就會(huì)有油膜振蕩現(xiàn)象出現(xiàn)。油膜振蕩出現(xiàn)是由于在軸承油膜上的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生了高速運(yùn)轉(zhuǎn)，其穩(wěn)定性遭到了較大荷載作用的破壞。當(dāng)軸承油膜上的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子得以穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)候，軸頸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的線速度就會(huì)增加，軸承與轉(zhuǎn)子之間因?yàn)槌霈F(xiàn)摩擦而發(fā)生的損耗也就上升，這時(shí)就會(huì)降低軸系的臨界轉(zhuǎn)速，不斷將油膜的壓力上升，進(jìn)而導(dǎo)致了火電廠汽輪機(jī)的油膜出現(xiàn)振動(dòng)，影響汽輪機(jī)組在工作中的穩(wěn)定。油膜振蕩隨著轉(zhuǎn)速的升高而上升，持續(xù)增加的軸頸轉(zhuǎn)速會(huì)加大半速渦動(dòng)的振動(dòng)頻率。若是油膜振蕩的現(xiàn)象變的十分嚴(yán)重，那么將會(huì)直接影響汽輪機(jī)組主軸露在外面的部分，發(fā)生振蕩。

2.2汽輪機(jī)組汽流發(fā)生振蕩

火力發(fā)電廠汽輪機(jī)組中，常出現(xiàn)汽流振蕩的部位集中在高中壓轉(zhuǎn)子，在汽輪機(jī)內(nèi)部的蒸汽由于流通出現(xiàn)膨脹，在對(duì)高中壓轉(zhuǎn)子施加切向力以外，還會(huì)產(chǎn)生高壓端到低壓端的軸向力，這樣就會(huì)導(dǎo)致不均衡的汽流對(duì)高中壓轉(zhuǎn)子的葉片產(chǎn)生沖擊，最終就會(huì)出現(xiàn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生氣流振蕩。

2.3汽輪機(jī)組的轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲

汽輪機(jī)組中轉(zhuǎn)子主要指的是在運(yùn)行中可以轉(zhuǎn)動(dòng)的部分，轉(zhuǎn)子的主要功能就是進(jìn)行汽輪機(jī)的能量轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形與蒸汽的參數(shù)值和轉(zhuǎn)子的溫度兩者之間有著極為密切的聯(lián)系，從當(dāng)前來(lái)看，發(fā)生轉(zhuǎn)子熱彎曲的主要部位集中在帶負(fù)荷階段，在這個(gè)階段的轉(zhuǎn)子，需要在高溫環(huán)境工作，并且要發(fā)生快速的旋轉(zhuǎn)，離心力對(duì)轉(zhuǎn)子中的葉片、葉輪和主軸承都施加巨大的應(yīng)力，所以就會(huì)特別容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形。當(dāng)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形以后沒(méi)有得到及時(shí)更換新的部件，就會(huì)導(dǎo)致因?yàn)槟Σ琳駝?dòng)產(chǎn)生其它安全隱患。

2.4汽輪機(jī)組中的摩擦振動(dòng)

汽輪機(jī)組中的摩擦振動(dòng)發(fā)生原因還是因?yàn)檗D(zhuǎn)子中的部件因?yàn)樵谠陂L(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行之下發(fā)生熱變形，原有的平衡出現(xiàn)破壞而導(dǎo)致異常的振動(dòng)，這時(shí)的震動(dòng)信號(hào)主頻仍舊是工頻。但是轉(zhuǎn)子在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)受到各種不同因素的影響而產(chǎn)生分頻、倍頻等，甚至還會(huì)出現(xiàn)波形削頂。當(dāng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子出現(xiàn)摩擦振動(dòng)的時(shí)候，發(fā)生振動(dòng)的振頻和振幅都會(huì)具備波動(dòng)的特征，長(zhǎng)時(shí)間的摩擦振動(dòng)甚至?xí)l(fā)渦動(dòng)。

3.火電廠汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障維修措施

3.1油膜振蕩的排查措施

通過(guò)分析和了解油膜振蕩產(chǎn)生的具體原因，可以得知在處理油膜振蕩的時(shí)候關(guān)鍵問(wèn)題就在于提升軸承的運(yùn)行穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)子的運(yùn)行安全性，實(shí)現(xiàn)這一目的最便捷的方法就是降低兩者之間的摩擦力度，可以通過(guò)使用潤(rùn)滑油來(lái)實(shí)現(xiàn)，潤(rùn)滑油必須要保證一定的濕度，不達(dá)標(biāo)的潤(rùn)滑油效果是很差的，與此同時(shí)還需要降低潤(rùn)滑動(dòng)力的粘度值，這樣便可以有效的避免油膜承載力出現(xiàn)過(guò)大的現(xiàn)象。在處理油膜振蕩故障的時(shí)候，切忌使用粘度過(guò)大的潤(rùn)滑油，否則將會(huì)嚴(yán)重影響到油的均勻分布，最終會(huì)增加相互之間的摩擦力。除此以外，解決汽輪機(jī)的油膜振蕩問(wèn)題還可以通過(guò)縮小軸瓦頂部的間隙，擴(kuò)大軸瓦軸承合金寬度，將軸頸和軸瓦接觸角進(jìn)行縮減等各種有效方式進(jìn)行解決。

3.2 汽流振蕩排查措施分析

通過(guò)分析和了解在汽輪機(jī)中的汽流振蕩產(chǎn)生原因，在排查這項(xiàng)故障的時(shí)候最應(yīng)該的是檢查和分析在汽輪機(jī)中的轉(zhuǎn)子是否處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，對(duì)轉(zhuǎn)子質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)中心的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查和分析，確保無(wú)任何問(wèn)題。與此同時(shí)要充分的對(duì)汽輪機(jī)組在滿負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)之下產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，并以此作為依據(jù)繪制出機(jī)組轉(zhuǎn)子的振動(dòng)曲線圖，聘請(qǐng)專業(yè)的技術(shù)人員與維護(hù)人員共同分析和觀察曲線圖，判斷轉(zhuǎn)子的實(shí)際運(yùn)行情況。

3.3 轉(zhuǎn)子熱彎曲故障排查措施

通過(guò)分析和了解轉(zhuǎn)子熱彎曲故障的原因可以發(fā)現(xiàn)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的工作區(qū)域集中在蒸汽區(qū)，所以說(shuō)在汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中最常見(jiàn)的問(wèn)題也就是熱故障彎曲。這就要求工作人員強(qiáng)化對(duì)轉(zhuǎn)子的檢查力度，設(shè)計(jì)人員在設(shè)備設(shè)計(jì)工作中要增強(qiáng)原材料的抗腐蝕性和耐高溫能力。在檢查工作中若發(fā)現(xiàn)了汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)了熱彎曲，應(yīng)及時(shí)通知相關(guān)人員在第一時(shí)間內(nèi)將發(fā)生故障的轉(zhuǎn)子進(jìn)行更換，這樣便能夠徹底解決汽輪機(jī)機(jī)組中出現(xiàn)的振動(dòng)故障問(wèn)題。

3.4 摩擦振動(dòng)故障排查措施

在一般情況下，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子所處的運(yùn)行環(huán)境是十分惡劣復(fù)雜的，通過(guò)分析和了解摩擦振動(dòng)故障產(chǎn)生的原因可以發(fā)現(xiàn)，摩擦振動(dòng)故障受到外部環(huán)境的影響是比較大的，高溫、高濕、高壓的環(huán)境都會(huì)加劇對(duì)轉(zhuǎn)子的破壞力度。進(jìn)而影響到機(jī)組轉(zhuǎn)子的安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，在火電廠的日常維護(hù)工作中要特別注重對(duì)轉(zhuǎn)子的保養(yǎng)和維護(hù)，一旦出現(xiàn)運(yùn)行故障要立馬給予維護(hù)和解決，維修導(dǎo)致摩擦振動(dòng)的部件，若是各項(xiàng)條件允許，可以進(jìn)行更換，這樣便能夠很好的消除摩擦振動(dòng)對(duì)火力發(fā)電廠運(yùn)行產(chǎn)生的消極影響。

結(jié)束語(yǔ)

在火力發(fā)電廠中，汽輪機(jī)組是最重要的設(shè)備，它的運(yùn)行狀態(tài)良好與否直接關(guān)系到整個(gè)發(fā)電廠的建康運(yùn)行，所以火電廠中的汽輪機(jī)在實(shí)際工作中不能忽視對(duì)異常振動(dòng)現(xiàn)象的重視。火電廠工作人員在日常維護(hù)工作主要增強(qiáng)故障檢查的敏銳度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的各種問(wèn)題，根據(jù)問(wèn)題進(jìn)行解決，保障汽輪機(jī)組能夠安全高效運(yùn)行。

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（作者單位：國(guó)家能源集團(tuán)靖遠(yuǎn)熱電有限公司）