摘要：汽轮机主要应用于发电系统,避免汽轮机出现运行故障是提高发电可靠性的重要方法。汽轮机在长期运行工作中,会出现汽轮机摩擦损坏的问题,当汽轮机出现异常振动故障时,会直接影响发电系统的正常工作。如若汽轮机在运行工作中出现异常振动问题,则整个发电系统已经存有安全隐患,对汽轮机的运行影响极为严重,应当分析汽轮机异常振动的原因,采取适宜的排除措施,使汽轮机能够继续正常运行。通过对汽轮机异常振动故障进行检查,及时检修汽轮机异常振动问题,可以提高汽轮机的运行效率,避免汽轮机发生异常问题。
关键词：汽轮机；异常振动；故障排除
1汽轮机异常振动的原因
1.1汽流激振现象造成的异常振动
当大型汽轮机在运行过程中出现异常振动问题时,首先应当分析是否是由汽流激振造成的故障问题。由于大型汽轮机的末级较长,当汽轮机在运行时极易出现叶片膨胀造成汽流流道紊乱的情况,从而造成汽流激振现象。汽流激振现象具有两个较为明显的特征:第一,当汽轮机出现汽流激振现象会出现较大值的低频分量;第二,运行参数会突然增大影响汽轮机的振动情况。在判断汽轮机是否出现汽流激振现象时,需要通过大量汽轮机振动记录信息进行判断,通过对汽轮机长时间的振动数据进行分析,可以有效判断汽轮机的汽流激振现象。
1.2油膜振荡引发异常振动
汽轮机中有一种重要组成部件就是油膜,汽轮机被工作人员启动后,汽轮机开始进行高速旋转,这时发电机的转子开始进行高速旋转,油膜对轴颈的作用力大于轴颈重力和科氏力的合力,使轴颈向上浮动,产生弓形涡动,伴随着强烈的作用力作用到轴承的油膜上,慢慢的就会导致油膜的稳定性降低并且开始出现振动的现象。而且就算当发电机开始正常运行时,旋转的轴颈在滑动的轴承中带动润滑油高速流动,由于作用力与反作用力的作用,高速转动油流就会反过来作用轴颈,最终就会产生一种振荡的现象。
1.3转子热变形导致不正常的震动现象
在汽轮机产生的不正常震动原因中,转子热变形也是十分重要的一个因素,因为当振动幅度增大时,由于转子温度和蒸汽的参数之间有着十分重要的关联,并且在冷态机器符合标准之后,机器会出现不正常的震动现象,这种状况就是转子热变形使得汽轮机产生了异常的震动。
除此之外,摩擦也是能够产生涡动、抖动的状况。这些是因为转子热的弯曲将会使其出现新不平衡的力,即使震动信号的主频为工频,但是由于有一定程度的非线性原因和冲击,使得依然会有一部分分频和高频发生的可能,当相互之间的摩擦比较严重时,相位和幅值则不再变化,趋于稳定,使得其振幅就快速上升。
1.4摩擦造成的异常振动
汽轮机由于长时间运行,对各个零部件均会造成不同程度的摩擦损伤,当零部件的摩擦损害过于严重时,则会造成汽轮机的异常振动问题。汽轮机摩擦出现异常振动的特征如下:第一,转子热变形会对汽轮机造成不平衡力,使汽轮机的振动信号受到影响,会出现少量分频、倍频以及高频分量等现象;第二,当汽轮机发生摩擦时,汽轮机的振动会出现波动,波动的持续时间较长。而汽轮机摩擦过于严重时,汽轮机的振动幅度会大幅增加;第三,汽轮机在延缓运行过程中,下降速度超过临界点时,汽轮机的振动幅度会增大。当汽轮机停止转动后,汽轮机的测量轴会出现明显晃动。简而言之,汽轮机由于摩擦出现异常振动是由于摩擦致使汽轮机温度升高,局部温度过热造成转子热变形,产生不平衡力造成的异常振动。
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2排除汽轮机异常振动的方法
2.1油膜振荡检修
根据之前所介绍的关于油膜可以造成汽轮机的异常振动,想要防止出现这种情况,首先需要使汽轮机中的转子与轴承之间能够合理的工作下去,使得它们之间的摩擦力降低,其次工作人员应该选择粘度小的润滑剂来对它们进行润滑,这样做的原因是如果润滑油选择了较大的粘度,那么他们的承载力也会随之增大,而且当粘度增大时,会使油的分布结构有所损坏,造成转子与部件之间的摩擦力增大,另外我们还可以通过让轴瓦顶部的距离缩短使得轴瓦上的承合宽度变的更大一些。
2.2汽流激振的振动检修
如何降低前面所提到的气流激振对汽轮机异常振动的影响,首先要对机组的振动数据进行长时间记录,然后将这些数据进行整理最后做成曲线图,这样可以观察其振动的变化趋势以及范围,然后通过改变升降负荷速率,来观察曲线的变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速气门,来消除气流激振。这种方式就是通过减低负荷变化率和避开产生气流激振的负荷范围的方式来避免气流激振的产生。
2.3排除汽轮机的转子热变形问题
排除汽轮机转子热变形造成的异常振动问题时,应当根据转子热变形的成因制定解决方案,通过准确的排除方法避免转子热变形。当汽轮机在运行过程中处于冷态负荷阶段,转子的温度会逐渐提高,释放的内应力会造成转子出现热变形问题,增大汽轮机的振动倍频,造成汽轮机转子端部的线圈出现严重变形,从而出现汽轮机异常振动问题,影响汽轮机的正常工作。故此,根据汽轮机转子热变形的实际情况,应当加强汽轮机的滑移层工艺,将滑移材料置于转子表面,确保转子表面能够被聚四氯乙烯整体覆盖,从而尽可能确保汽轮机能够进行自由伸缩,避免线匝出现热膨胀问题。在解决汽轮机异常振动问题时,还可以根据转子热变形的情况,直接更换新的转子,降低汽轮机的振动幅度,从而解决汽轮机由于转子热变形造成的异常振动问题。
2.4排除汽轮机摩擦振动故障
在排除汽轮机摩擦振动故障时,应当正确认识汽轮机由于摩擦造成的振动情况,尽量减少由于摩擦造成的汽轮机异常振动。在汽轮机开机启动时,汽轮机如若出现摩擦造成的异常振动问题,不可以强行加快汽轮机的运行速度,如强行加速则极易造成汽轮机大轴出现永久性弯曲问题。当汽轮机在临界点出现转速过低时,应当立即停止汽轮机运行,等汽轮机转速运行正常时再启动运行。汽轮机的转速高于临界点时,则应控制转速的运行时间,通过延长汽轮机的转速运行,可以磨合汽轮机的间隙,提升汽轮机的运行速度。如若汽轮机的摩擦问题发生在负荷运行阶段,应当随时掌握汽轮机的振动变化,当汽轮机的振动在正常变化范围内时,可以观察汽轮机的运行情况;如汽轮机的振动幅度不断增多,应当降低汽轮机的运行负荷,或停止汽轮机的运行,避免汽轮机由于摩擦出现振动故障。
2.5汽轮机的调速系统发生故障的检修
对汽轮机的调速系统所出现的故障,一般情况下解决方式有以下几个:(1)具体设计的时候,要对油管路和油动机全部系统具体的组合动态特点来进行考虑,将全部调节系统油管路进行调节;(2)加大对油质方面的管理工作,对硅藻土所使用的过滤器定期的进行更换还有就是对系统之中所用到的过滤器定期的更换,并保证滤网通畅;(3)确保该气门的门杆必须得和连接套应当的位置连接到位,还要保证大于3/4的接触面积,来降低振动问题所导致的缺陷。
结论
汽轮机是火电厂里关键的装置之一,能够严重的影响到火力厂的正常生产活动。所以说,对汽轮机的运行过程当中时常会有异常振动的问题发生,我们要明确其常见的原因并做出对应的处理方法。一旦有异常振动的故障出现,工作人员就必需立即查明原因,并及时地对其进行处理,进而确保汽轮机正常的运行以及火电厂可以安全的生产。
参考文献
[1]卢旭东.火电厂的汽轮机其异常振动的故障排查方法分析[J].科技创新导报,2017(12):74~75.
[2]王玉平.汽轮机的异常振动治理与分析[J].科学之友,2017(4):19~20.
论文作者:梁立群
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/25
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