王春暉

摘要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于電力資源需求量逐年增加，進(jìn)而給行業(yè)帶來了較大壓力。為解決該問題，并維護(hù)城市穩(wěn)定發(fā)展，需加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)的維護(hù)及保養(yǎng)，降低其故障發(fā)生概率。但設(shè)備運(yùn)行中的振動(dòng)問題極難避免，且會(huì)對(duì)機(jī)組造成嚴(yán)重危害。本文淺析汽輪機(jī)振動(dòng)的原因分析及處理。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；振動(dòng)的原因；處理對(duì)策

中圖分類號(hào)：TK268 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2017）12-0060-01

Abstract： with the continuous development of social economy， the demand for electric power resources increases year by year， which brings great pressure to the industry. In order to solve this problem and maintain the steady development of the city， it is necessary to strengthen the maintenance and maintenance of steam turbine and reduce its failure probability. However， the vibration problem in the operation of equipment is extremely difficult to avoid and will cause serious harm to the unit. This paper analyzes the causes and treatment of turbine vibration.

Key words： steam turbine； vibration cause； treatment countermeasure

引言

汽輪機(jī)組的振動(dòng)在實(shí)際運(yùn)行中不可避免，但是異常的振動(dòng)對(duì)整體結(jié)構(gòu)的運(yùn)行卻是非常不利的。通過汽輪機(jī)的振動(dòng)檢測(cè)來對(duì)其質(zhì)量問題進(jìn)行分析，大致可以發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)的振動(dòng)與其安裝制造等過程脫不開聯(lián)系。以下主要結(jié)合凝氣式汽輪機(jī)振動(dòng)的異常狀況進(jìn)行深入探究。

1 汽輪機(jī)振動(dòng)的特點(diǎn)分析

設(shè)備第一次啟動(dòng)升速到超過其臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，可通過軸承振動(dòng)的大小來判斷設(shè)備是否存在故障問題，若情況良好，一般可判斷汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與拖帶機(jī)組轉(zhuǎn)子在當(dāng)前處于平衡狀態(tài)，且軸承尚未受到任何損傷。若在停機(jī)后對(duì)設(shè)備葉輪進(jìn)行配重，應(yīng)注意其在空載時(shí)要保證空轉(zhuǎn)速度為3000轉(zhuǎn)/min，并保證軸承基頻振動(dòng)在安全范圍內(nèi)，才可進(jìn)行操作。待機(jī)組配置二次發(fā)動(dòng)后，可根據(jù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)將軸承垂直振動(dòng)調(diào)整為15μm，在負(fù)荷為200MW時(shí)，其振動(dòng)基本保持不變。待振動(dòng)調(diào)整到91.5μm時(shí)，需及時(shí)打閘停機(jī)，此時(shí)的大軸擾度，比開機(jī)時(shí)大100。三次啟動(dòng)時(shí)，待后汽封溫度高達(dá)300度時(shí)，需打閘停機(jī)。機(jī)組在整個(gè)過程中會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)突增的現(xiàn)象，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警，這便說明設(shè)備故障正在逐漸惡化。

2 輪機(jī)發(fā)生振動(dòng)的原因

2.1動(dòng)靜碰磨故障

動(dòng)靜碰磨故障有很多種類，按摩擦方向來分主要包含徑向碰磨和軸向碰磨兩種，而徑向碰磨又分為全周碰磨和部分碰磨等。造成碰磨故障的原因常見的有以下幾種：當(dāng)氣缸跑偏或者基礎(chǔ)不均勻沉陷時(shí)，易造成動(dòng)靜碰磨現(xiàn)象；若是蒸汽溫度劇烈變化之時(shí)，容易引起熱彎曲現(xiàn)象，從而造成碰磨現(xiàn)象；當(dāng)汽輪機(jī)組劇烈震動(dòng)之時(shí)，較為容易發(fā)生動(dòng)靜碰磨現(xiàn)象。

2.2機(jī)組運(yùn)行效率下降

在汽輪機(jī)機(jī)組的運(yùn)行過程中，影響汽輪機(jī)正常運(yùn)行的原因有，蒸汽參數(shù)、汽輪機(jī)狀態(tài)參數(shù)、油系統(tǒng)參數(shù)、各輔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)等，由于空間結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)子運(yùn)作不穩(wěn)定，或者中間的結(jié)構(gòu)動(dòng)蕩，導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)頻率大幅度提高，對(duì)于汽輪機(jī)的運(yùn)作都是非常不利的?；蛘咿D(zhuǎn)子受到外力的作用而產(chǎn)生偏移，不與氣缸處于同一位置，機(jī)組在正常運(yùn)行的溫度下保持同心利用，就會(huì)導(dǎo)致縫隙的產(chǎn)生。機(jī)組運(yùn)作振動(dòng)頻率大幅度提高。

2.3轉(zhuǎn)子熱彎曲故障

當(dāng)汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子將會(huì)因?yàn)槭軣岫霈F(xiàn)彎曲狀態(tài)，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)子的平衡。熱彎曲是汽輪機(jī)機(jī)組較為常見的震動(dòng)故障，而引起轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱彎曲的原因也有很多，在汽輪發(fā)電機(jī)之中，較為常見的熱彎曲故障有以下兩種：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲的原因多是因?yàn)檗D(zhuǎn)子材質(zhì)的不均勻、冷卻系統(tǒng)故障等因素引起的；而發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子熱彎曲故障卻多是由轉(zhuǎn)軸內(nèi)應(yīng)力過大、各零件間連接的不均勻等引起。

2.4液壓設(shè)備出現(xiàn)滲漏

當(dāng)汽輪機(jī)存在較大震動(dòng)之時(shí)，汽輪機(jī)的液壓設(shè)備極易因震動(dòng)而引發(fā)液壓滲漏現(xiàn)象。由于液壓設(shè)備的材質(zhì)問題，在鑄造之時(shí)難免存在不易被發(fā)現(xiàn)的缺陷，在設(shè)備長(zhǎng)期滿負(fù)荷甚至超負(fù)荷運(yùn)行中，液壓設(shè)備的外殼極易出現(xiàn)缺口裂紋造成滲漏，進(jìn)而影響設(shè)備的正常工作。汽輪機(jī)的油動(dòng)機(jī)是液壓設(shè)備中較為重要的設(shè)備，當(dāng)液壓油滲漏時(shí)，對(duì)工作環(huán)境造成很大影響，威脅了汽輪機(jī)的安全運(yùn)行，阻礙了企業(yè)的生產(chǎn)。

3 振動(dòng)故障解決措施

3.1如何避免動(dòng)靜碰磨對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)行影響

當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)動(dòng)靜碰磨時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)控制軸震動(dòng)，以保證機(jī)組運(yùn)行的安全。在汽輪機(jī)出現(xiàn)碰磨時(shí)，相關(guān)人員不能強(qiáng)形提升機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)速度，以免造成大軸彎曲。當(dāng)出現(xiàn)碰磨時(shí)軸轉(zhuǎn)速在臨界值以下，可以立即停止機(jī)器運(yùn)行，對(duì)機(jī)組進(jìn)行整修；若是在臨界轉(zhuǎn)速以上，則應(yīng)在震動(dòng)可以控制的轉(zhuǎn)速期間繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，磨合一定間隙后提升速度，若是震動(dòng)無法控制則需立即停機(jī)，以免危害汽輪機(jī)機(jī)組的安全。

3.2機(jī)組運(yùn)行中產(chǎn)生的振動(dòng)

在汽輪機(jī)機(jī)組的運(yùn)作中，如果振動(dòng)過于頻繁，就應(yīng)該人為對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，結(jié)合蒸汽參數(shù)、氣缸溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行有效控制，找到適合汽輪機(jī)機(jī)組設(shè)備運(yùn)行的情況后，采取適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行處理。在汽輪機(jī)的正常運(yùn)行時(shí)，結(jié)合啟動(dòng)速度進(jìn)行控制，可以明顯發(fā)現(xiàn)通氣流的部分產(chǎn)生摩擦，工作人員應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行停機(jī)檢測(cè)，如果僅僅是振動(dòng)聲音偏大，就可以采取轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備的調(diào)節(jié)，給汽輪機(jī)的正常運(yùn)作提供必要的幫助。如果振動(dòng)不能夠正常消除，那么就應(yīng)該在該轉(zhuǎn)速下維持部分時(shí)間，再將其運(yùn)行轉(zhuǎn)速提高，就會(huì)在很大程度上提升汽輪機(jī)運(yùn)作的負(fù)荷。如果不能夠按照正常要求帶動(dòng)負(fù)荷的提高，那么就會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)的運(yùn)作出現(xiàn)問題。汽輪機(jī)如果產(chǎn)生非正常的振動(dòng)，工作人員就要在控制負(fù)荷的基礎(chǔ)上來進(jìn)行振動(dòng)的有效控制，如果機(jī)組能夠正常運(yùn)行，那么汽輪機(jī)機(jī)組就不會(huì)存在問題，如果機(jī)組在運(yùn)行過程中仍然有聲音較大的摩擦，就應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行停機(jī)操作。

3.3如何解決轉(zhuǎn)子熱彎曲現(xiàn)象

（1）汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲故障對(duì)策：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子一般工作環(huán)境在高溫高壓的蒸汽之中，若是轉(zhuǎn)子溫度的增加較為均勻，則只會(huì)引起轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度的增加卻不會(huì)造成轉(zhuǎn)子熱彎曲，因此，在汽輪機(jī)進(jìn)行工作時(shí)，對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行熱平衡，避免轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱彎曲現(xiàn)象。（2）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲故障對(duì)策：當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子震動(dòng)與冷卻介質(zhì)的溫度相關(guān)聯(lián)時(shí)，運(yùn)行人員需要進(jìn)行轉(zhuǎn)子通風(fēng)試驗(yàn)來確定汽輪機(jī)內(nèi)部的堵塞部位，及時(shí)進(jìn)行疏通來保證轉(zhuǎn)子的質(zhì)量；當(dāng)檢修人員懷疑轉(zhuǎn)子熱彎曲是由于繞組的局部短路或匝間短路，可以對(duì)相關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來確定短路部位，并及時(shí)修理。

3.4液壓設(shè)備滲漏問題的有效解決

在企業(yè)并未擁有良好的控制液壓設(shè)備滲漏情況的技術(shù)之時(shí)，當(dāng)液壓設(shè)備出現(xiàn)滲漏后，運(yùn)行人員往往無法及時(shí)有效的解決方式，只能停止發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，以求及時(shí)修補(bǔ)液壓設(shè)備的漏洞，然而，液壓設(shè)備因本身對(duì)材質(zhì)具有較高要求，目前的焊接技術(shù)對(duì)于漏洞的焊接無法滿足液壓設(shè)備對(duì)密封性能的高要求，傳統(tǒng)的焊接工藝更是無法修復(fù)滲漏區(qū)，只能進(jìn)行設(shè)備更換，浪費(fèi)大量時(shí)間。如今，科技的發(fā)展已經(jīng)解決此類難題，使用高分子復(fù)合材料可直接進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)，運(yùn)行人員可以在液壓設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，簡(jiǎn)單快速的滿足現(xiàn)場(chǎng)故障施工的要求，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，降低更換設(shè)備的浪費(fèi)。

3.5定期維護(hù)

在長(zhǎng)期的汽輪機(jī)正常運(yùn)作情況下，要定期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。檢查汽輪機(jī)是否會(huì)產(chǎn)生某些異常的振動(dòng)，如果發(fā)現(xiàn)有特殊問題應(yīng)該及時(shí)對(duì)零部件進(jìn)行檢修或者更換，給汽輪機(jī)的正常運(yùn)行提供重要的保證。在進(jìn)行轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)頻率的調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)該結(jié)合轉(zhuǎn)子的運(yùn)行速度和頻率變化，采取有效的調(diào)節(jié)方式，盡量減少低頻振動(dòng)的現(xiàn)象產(chǎn)生，這對(duì)于目前的機(jī)械設(shè)備應(yīng)用是非常重要的。

4 結(jié)語

綜上所述，在汽輪機(jī)組日常運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)震動(dòng)現(xiàn)象是不可避免的，然而，由于運(yùn)行人員的不規(guī)范操作以及設(shè)備老化等原因的影響，原本規(guī)律的震動(dòng)呈現(xiàn)出異?，F(xiàn)象，進(jìn)而造成異常振動(dòng)，影響汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。運(yùn)行人員應(yīng)注意汽輪機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)的故障原因及所屬類型，并及時(shí)進(jìn)行故障排除，保證汽輪機(jī)組工作的穩(wěn)定性。

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