崔成濱

(哈爾濱電氣股份有限公司蒸汽發(fā)電事業(yè)部，哈爾濱 150028)

對于汽輪機(jī)而言，其是否處于正常的運(yùn)行狀態(tài)往往可以通過汽輪機(jī)的實(shí)際振動(dòng)情況加以判斷，若汽輪機(jī)在正常運(yùn)行過程中發(fā)生了異常振動(dòng)問題，那么則可以說明該汽輪機(jī)組在長時(shí)間的運(yùn)行過程中出現(xiàn)了故障。而造成汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因較多，要想確保汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，切實(shí)提高汽輪機(jī)運(yùn)行效率，就必須要避免汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)問題，使汽輪機(jī)運(yùn)行振動(dòng)處于可被允許的臨界值范圍內(nèi)。

1 汽輪機(jī)異常振動(dòng)帶來的危害

若汽輪機(jī)在日常運(yùn)行過程中出現(xiàn)了異常振動(dòng)問題，不僅會(huì)給整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)帶來巨大的安全隱患，同時(shí)也有可能迫使整條生產(chǎn)線停產(chǎn)，從而影響企業(yè)的工作進(jìn)度，會(huì)帶來不可預(yù)計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失。例如，汽輪機(jī)的異常振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致軸封磨損，破壞密封作用，使水分混入到軸系潤滑油中。一旦油膜被破壞，就會(huì)融化軸瓦烏金，加大漏氣損失，會(huì)影響到整個(gè)汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性能。汽輪機(jī)的異常振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致隔板汽封磨損，增大級間漏汽，同時(shí)加大轉(zhuǎn)子的軸向力，繼而引發(fā)推力瓦烏金發(fā)生熔化。汽輪機(jī)的異常振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致滑銷系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重磨損問題，進(jìn)而影響整個(gè)汽輪機(jī)組正常的熱膨脹，會(huì)引發(fā)更為嚴(yán)重的運(yùn)行故障。汽輪機(jī)的異常振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁機(jī)部件出現(xiàn)松動(dòng)、損壞等問題，會(huì)威脅到整個(gè)汽輪機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。汽輪機(jī)的振動(dòng)問題本身就是一個(gè)相對復(fù)雜的情況，要想切實(shí)有效解決異常振動(dòng)問題，就必須要認(rèn)清汽輪機(jī)異常振動(dòng)帶來的危害以及引發(fā)汽輪機(jī)異常振動(dòng)的實(shí)際原因和表現(xiàn)形式，并進(jìn)行深入研究和總結(jié)，以保證汽輪機(jī)的運(yùn)行安全。

2 汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因

汽輪機(jī)在正常運(yùn)行過程中出現(xiàn)振動(dòng)問題是不可避免的，但若汽輪機(jī)組出現(xiàn)劇烈的異常振動(dòng)問題，那么就說明汽輪機(jī)組存在缺陷問題。制造水平、安裝施工、運(yùn)行檢修、監(jiān)督管理，等等，這些都有可能引發(fā)異常振動(dòng)問題，而且這些問題之間又是相互作用、相互影響的。要想及時(shí)、有效地進(jìn)行故障排除，就必須優(yōu)先掌握引發(fā)汽輪機(jī)異常故障的常見原因。

2.1 因中心不正而引發(fā)的異常振動(dòng)問題

發(fā)生中心不正的原因主要有以下幾點(diǎn)：第一，汽輪機(jī)在啟動(dòng)過程中因?yàn)榕瘷C(jī)的時(shí)間不足，直接升速后負(fù)荷增加太快，導(dǎo)致氣缸受熱后膨脹不均勻，調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在卡澀問題，以至于汽缸無法自由膨脹，會(huì)與轉(zhuǎn)子發(fā)生相對性歪斜，汽輪機(jī)組產(chǎn)生了不正常的移位問題，從而引發(fā)汽輪機(jī)異常振動(dòng)。第二，汽輪機(jī)組經(jīng)歷過大修理后，在安裝靠背輪時(shí)存在問題，以至于中心位置沒有找準(zhǔn)，在運(yùn)行過程中產(chǎn)生了振動(dòng)問題，說明此時(shí)產(chǎn)生的汽輪機(jī)異常振動(dòng)情況是伴隨著負(fù)荷的不斷增加而增加。第三，若汽輪機(jī)組在進(jìn)汽溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際條件下運(yùn)行，就會(huì)增加脹差與氣缸的變形風(fēng)險(xiǎn)，以至于汽輪機(jī)軸向位移超出被允許的限度，從而引發(fā)汽輪機(jī)異常振動(dòng)問題。第四，當(dāng)轉(zhuǎn)子因?yàn)槟承┰蚝推撞煌臅r(shí)，極易發(fā)生間隙振蕩問題，從而導(dǎo)致汽輪機(jī)異常振動(dòng)問題。

2.2 因轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡而引發(fā)的異常振動(dòng)問題

第一，如果汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中發(fā)生葉片折斷、脫落等問題，造成轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡，以至于轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周就會(huì)受到一次不平衡質(zhì)量的離心力沖擊影響，最終體現(xiàn)的結(jié)果便是異常振動(dòng)。第二，汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生彈性彎曲，即便不會(huì)引起動(dòng)靜部件發(fā)生摩擦也會(huì)導(dǎo)致異常振動(dòng)問題的出現(xiàn)。這種振動(dòng)特性與轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的振動(dòng)情況類似，不同點(diǎn)就在于軸向振動(dòng)較為突出，特別是當(dāng)汽輪機(jī)超過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)軸向振動(dòng)幅度會(huì)大幅增加。第三，汽輪機(jī)軸承油膜不夠穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)了破壞現(xiàn)象，以至于軸瓦烏金很快被燒毀，繼而導(dǎo)致軸頸因?yàn)槭軣岫l(fā)生彎曲，于是出現(xiàn)了劇烈振動(dòng)的問題。第四，由于汽輪機(jī)內(nèi)部的動(dòng)靜葉片發(fā)生相互摩擦，通流部分的軸向間隙不夠，隔板出現(xiàn)彎曲，迫使葉片發(fā)生變形，推力軸承的安置不當(dāng)，內(nèi)部部件引發(fā)摩擦問題，從而導(dǎo)致異常振動(dòng)的發(fā)生。第五，汽輪機(jī)內(nèi)部發(fā)生水沖擊，增大了轉(zhuǎn)子的軸向推力，產(chǎn)生了較大的不平衡扭力，導(dǎo)致汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生異常振動(dòng)，甚至?xí)⑼屏ν邿龤А?/p>

3 汽輪機(jī)異常振動(dòng)的解決措施

3.1 做好汽輪機(jī)的安裝與檢修工作

異常振動(dòng)是汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中發(fā)生的一種缺陷性問題，所以，在安裝與檢修汽輪機(jī)組的過程中，應(yīng)該先做好汽輪機(jī)組的試運(yùn)行工作，確保汽輪機(jī)組的各項(xiàng)振動(dòng)指標(biāo)都滿足標(biāo)準(zhǔn)需求后方可允許進(jìn)行投入使用。在安裝過程中，切記找準(zhǔn)汽輪機(jī)組的中心位置，與轉(zhuǎn)子相對，不能存在位移問題。同時(shí)，要做好汽輪機(jī)的定期檢修工作，制訂科學(xué)合理的檢修計(jì)劃，避免汽輪機(jī)存在安全隱患問題。若汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中發(fā)生異常振動(dòng)問題，必須要及時(shí)找出原因，確保將振動(dòng)降至允許范圍內(nèi)之后方可繼續(xù)投入運(yùn)行。在汽輪機(jī)的啟動(dòng)過程中，要保證足夠的暖機(jī)時(shí)間，并保證汽輪機(jī)運(yùn)行條件符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 加強(qiáng)對汽輪機(jī)的振動(dòng)監(jiān)督

加強(qiáng)對汽輪機(jī)的振動(dòng)監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常振動(dòng)問題，并給予針對性的解決措施，這是降低汽輪機(jī)異常振動(dòng)幅度的關(guān)鍵。為此，應(yīng)該為汽輪機(jī)安裝軸承振動(dòng)測量裝置、大軸振動(dòng)測量裝置，以此對汽輪機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過程中的振動(dòng)情況加以監(jiān)督。若汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)，超過了臨界值，測量裝置就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號，提醒工作人員進(jìn)行維修，甚至是采取停機(jī)處理，以免損失進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.3 安裝振動(dòng)保護(hù)裝置

振動(dòng)保護(hù)裝置是由汽輪機(jī)振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、信號報(bào)警系統(tǒng)組合而成的一種保護(hù)汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要設(shè)備。這種振動(dòng)保護(hù)裝置與測量裝置相似，當(dāng)振動(dòng)超過臨界值時(shí)都可以發(fā)出報(bào)警信號，而不同點(diǎn)在于保護(hù)裝置能夠發(fā)出脈沖信號驅(qū)動(dòng)保護(hù)控制電路，使其能夠自動(dòng)關(guān)閉主汽門，以達(dá)到緊急停機(jī)的目的。近年來，隨著汽輪機(jī)組容量的不斷加大，安裝測量與保護(hù)裝置的重要性也越來越突出。為此，在今后的工作中，還要加強(qiáng)對安全監(jiān)視與保護(hù)裝置動(dòng)作準(zhǔn)確性的研究工作，使保護(hù)動(dòng)作能夠更加科學(xué)、可靠。

4 結(jié)語

雖然振動(dòng)現(xiàn)象在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中普遍存在，是不可避免的，也是被允許的，但如果振動(dòng)過大，那只能說明汽輪機(jī)組存在著明顯的缺陷問題。汽輪機(jī)在異常振動(dòng)的作用下，不僅會(huì)造成汽輪機(jī)組各個(gè)零部件之間的連接發(fā)生松動(dòng)，更會(huì)削弱氣缸、軸承座以及基座之間的連接剛度，從而使振動(dòng)愈發(fā)加劇，最終迫使汽輪機(jī)組停機(jī)。正因如此，及時(shí)有效地找出汽輪機(jī)異常振動(dòng)的實(shí)際原因并給予行之有效的解決對策則成為了確保汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。在安裝汽輪機(jī)組之前，必須要對汽輪機(jī)組的實(shí)際振動(dòng)情況進(jìn)行嚴(yán)格測試，嚴(yán)格監(jiān)督與防控汽輪機(jī)組的異常振動(dòng)問題，控制好振動(dòng)臨界值，以保證汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。