高宏志

徐塘發(fā)電有限責(zé)任公司 江蘇邳州 221300

汽輪機(jī)的順暢運行是火電廠為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┐罅侩娔艿闹匾Ｕ稀５啓C(jī)在運行中經(jīng)常出現(xiàn)振動異常等情況，可能會導(dǎo)致故障出現(xiàn)，影響火電廠的持續(xù)供電。因此，需要做好對汽輪機(jī)振動的監(jiān)測，從多方面排查造成汽輪機(jī)振動異常的因素，結(jié)合實際情況做出有效處理。

1 汽輪機(jī)

在火電廠運行中，汽輪機(jī)是不可替代的設(shè)備，直接影響火電廠的正常運行。從整體結(jié)構(gòu)的角度可以分為旋轉(zhuǎn)部分與靜態(tài)部分，其中旋轉(zhuǎn)部分主要包括主軸、動葉片、聯(lián)軸器等，而靜態(tài)部分主要包括軸承、近空氣部件、氣缸等。在工作時，可以將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，其工作原理是在通過動葉氣道時，改變蒸汽噴嘴在蒸汽時的方向，確保葉輪順利旋轉(zhuǎn)。從工作原理的角度可以分為脈沖式汽輪機(jī)與反動式汽輪機(jī)。從熱力學(xué)角度可以分為抽汽式汽輪機(jī)、背壓式汽輪機(jī)、冷凝式汽輪機(jī)、加熱式汽輪機(jī)等，其中冷凝式汽輪機(jī)是常見的汽輪機(jī)，并且使用范圍最廣，主要由循環(huán)水泵、凝水泵、抽氣器等組成。

2 火電廠汽輪機(jī)異常振動的原因

2.1 安裝工藝

對振動相關(guān)故障有直接影響。對設(shè)備的載荷、剛度、強(qiáng)度及安裝現(xiàn)場要求進(jìn)行復(fù)核，確保汽輪機(jī)運行合理，嚴(yán)格控制各部件之間距離，不得過大或過小。如果通道過大，很容易造成碰撞，否則會導(dǎo)致部件之間接觸。在設(shè)備長期運行過程中，不同部件膨脹不可避免，耦合銷系統(tǒng)也會出現(xiàn)問題。如果潤滑油不起作用，裝置就會變形，導(dǎo)致與振動相關(guān)的故障。有效維護(hù)是防止汽輪機(jī)在使用過程中振動惡化的關(guān)鍵。如果工作不能順利進(jìn)行或不正確，會導(dǎo)致故障。如果渦輪排氣管溫度得不到有效控制，會影響設(shè)備精度，導(dǎo)致振動損失；如果潤滑油形成油膜以及設(shè)備轉(zhuǎn)動，也會影響轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性。汽輪機(jī)出現(xiàn)故障和異常時，整個系統(tǒng)將不能正常工作[1]。

2.2 轉(zhuǎn)子與氣缸發(fā)生碰磨

拆解時轉(zhuǎn)子未吊出氣缸時測量兩側(cè)汽封間隙發(fā)現(xiàn)兩側(cè)氣封間隙偏差嚴(yán)重，從進(jìn)汽端看轉(zhuǎn)子左側(cè)汽封間隙遠(yuǎn)小于右側(cè)汽封間隙，排汽端軸封左側(cè)齒片已與轉(zhuǎn)子接觸，轉(zhuǎn)子上汽封齒片幾乎被磨損至根部，這與停機(jī)前振動頻譜中顯示的碰摩跡象相符。造成外汽缸偏移的原因有兩種，一種為軸承箱位置發(fā)生改變，可能為安裝缺陷導(dǎo)致的基礎(chǔ)長時間蠕變或軸承箱定位螺栓失效引起軸承箱位置改變從而帶動轉(zhuǎn)子與外汽缸的相對位置發(fā)生改變；另一種為外汽缸因調(diào)整元件失效發(fā)生自身移動而與轉(zhuǎn)子相對位置發(fā)生改變。

2.3 氣流不均

當(dāng)汽輪機(jī)機(jī)組的負(fù)荷一直增加，超過某個臨界點時，就會使軸振動迅速加大，而低于這個臨界點時，振動會立刻減弱。振動的頻率與高壓轉(zhuǎn)子一階的臨界轉(zhuǎn)速相等或略低，產(chǎn)生的氣流激振是正向渦動，多是在高壓轉(zhuǎn)子部位產(chǎn)生，也有的出現(xiàn)在再熱中壓轉(zhuǎn)子處。之所以形成氣流激振的現(xiàn)象，是因為汽輪機(jī)運行狀態(tài)下，氣道內(nèi)的氣流不夠均勻，導(dǎo)致葉片受力不均。而對于大型機(jī)組，氣流膨脹的地點位于葉片末端，所以，氣流運行路徑發(fā)生錯亂而形成氣流激振。另外，如果軸封不嚴(yán)密也容易造成氣流激振。

3 火電廠汽輪機(jī)異常振動改善措施

3.1 安裝檢測

設(shè)備正確運行和安裝能有效防止汽輪機(jī)振動相關(guān)故障，設(shè)備必須安裝必要的監(jiān)測點，以便實時檢測振動并報告異常時間點。必須妥善組織技術(shù)人員處理，防止問題升級，造成更嚴(yán)重影響。在檢測到異常振動條件后安裝智能監(jiān)測裝置可提供報警信息。報警指令是讓技術(shù)人員在緊急情況下自動關(guān)閉電路，停止設(shè)備運行。在此過程中，現(xiàn)場人員還應(yīng)采取緊急措施，為保障機(jī)組設(shè)備安全，還可以安裝智能監(jiān)控保護(hù)設(shè)備，提高設(shè)備使用質(zhì)量和效率[2]。

3.2 軸承箱及通流調(diào)整

為徹底解決轉(zhuǎn)子與外汽缸發(fā)生碰摩的隱患并顧及汽輪機(jī)在機(jī)組軸系中的對中情況，決定對汽輪機(jī)兩側(cè)軸承箱、外汽缸重新安裝。檢修思路為首先調(diào)整轉(zhuǎn)子在軸系中的位置，再精確調(diào)整外汽缸位置，最終目的為在盡可能不影響機(jī)組對中的情況下首先保證外汽缸與轉(zhuǎn)子的相對位置，使汽輪機(jī)通流部分間隙均勻以保證運行時工況良好。轉(zhuǎn)子在軸系中的位置由機(jī)組安裝時各軸間距設(shè)計參數(shù)保證。排汽側(cè)軸承箱軸向位置則可根據(jù)安裝時油封斜口與轉(zhuǎn)子的位置而確定，以保證盤車掛鉤與盤車齒不發(fā)生碰摩。兩側(cè)軸承箱的徑向位置則可通過兩側(cè)聯(lián)軸器端面徑向?qū)χ星闆r來確定。實際調(diào)整情況較為復(fù)雜，由于機(jī)組安裝問題汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在軸系中預(yù)留的間距較設(shè)計間距減小，導(dǎo)致進(jìn)汽側(cè)軸承箱位置確定后排汽側(cè)軸承箱與轉(zhuǎn)子軸向間距不夠造成盤車齒與盤車掛鉤碰摩，外汽缸與轉(zhuǎn)子的軸向位置也比設(shè)計時減小。最終調(diào)整時通過犧牲排汽側(cè)聯(lián)軸器軸向間距為排汽側(cè)軸承箱及外汽缸的軸向移動提供多余調(diào)整空間。軸承箱、下半部分外汽缸位置確定后將上半部分外汽缸試裝一次調(diào)整轉(zhuǎn)子與整個外汽缸的同心度，因下半部分外汽缸與轉(zhuǎn)子的位置已經(jīng)確定，只需要調(diào)整汽缸高低即可完成整個汽缸與轉(zhuǎn)子同心度的調(diào)整[3]。

3.3 氣流不均處理措施

汽輪機(jī)出現(xiàn)氣流激振故障，在排查時需要根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)來繪制振動曲線，從而分析具體故障的情況。對給水量、負(fù)荷速率進(jìn)行調(diào)整，并將記錄的數(shù)據(jù)描繪成汽輪機(jī)的相關(guān)運行曲線。不同的調(diào)整會產(chǎn)生不同的氣流激振結(jié)果，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，查看能夠抵消氣流激振的調(diào)整方式，避免氣流激振給汽輪機(jī)組運行帶來負(fù)面影響。降低負(fù)荷率，能有效避開氣流激振所帶來的負(fù)荷范圍，這能保證汽輪機(jī)正常運轉(zhuǎn)。

4 結(jié)語

綜上所述，汽輪機(jī)是確?；痣姀S運行的關(guān)鍵，由于涉及較多的運行程序，所以需要技術(shù)人員提高對汽輪機(jī)的檢查和維修，通過高超的技術(shù)水平，及時找到設(shè)備運行過程中發(fā)生的故障，對老化的零件和設(shè)備及時更換，提高設(shè)備的工作效率，同時，注重檢修技術(shù)的落實和應(yīng)用，定期進(jìn)行檢修維護(hù)作業(yè)。