火電廠汽輪機(jī)異常振動的分析及解決措施

時間：2019-07-01作者：河北國源電氣股份有限公司瀏覽：126

　　摘要：汽輪機(jī)作為發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，其運行狀態(tài)影響著整個發(fā)電系統(tǒng)。然而，汽輪機(jī)異常振動故障一直是電廠運行工作中的難以避免的問題，如何有效預(yù)防及解決這一故障顯得較為重要。本文主要分析了汽輪機(jī)異常振動故障產(chǎn)生的原因，并提出了解決問題措施及建議。
　　關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)異常振動分析解決措施
　　一、前言
　　我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對我國電力供應(yīng)提出了較高的要求。為了**城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與居民用電的穩(wěn)定，加強(qiáng)汽輪機(jī)組日常保養(yǎng)與維護(hù)，**城市供電已經(jīng)成為了火力發(fā)電廠維護(hù)部門的重要任務(wù)。汽輪機(jī)由于其運行時間長、關(guān)鍵部位長期磨損等原因，汽輪機(jī)組故障時常出現(xiàn)，嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)組的正常運行。機(jī)事故以及導(dǎo)致軸承座松動、基礎(chǔ)甚至廠房建筑物的共振損壞等。因此，分析找出汽輪機(jī)異常振動原因并制定解決方案非常重要，是保證機(jī)組安全運行的基礎(chǔ)。
　　二、火電廠汽輪機(jī)常見異常振動的分析及解決措施
　　1、油膜震蕩
　?。?）產(chǎn)生的原因分析
　　油膜自激震蕩是由于汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在軸承油膜上高速旋轉(zhuǎn)時，喪失穩(wěn)定性的結(jié)果。穩(wěn)定時，轉(zhuǎn)軸是圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的。當(dāng)失穩(wěn)后。一方面轉(zhuǎn)軸圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)，另一方面該軸線本身還圍繞平衡點渦動。軸線的渦動頻率總保持大約等于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的一半，故又稱半速渦動。當(dāng)半速渦動的渦動速度同轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速相重合時，半速渦動被共振放大，就表現(xiàn)為激烈的振動。油膜振動具有下列特征：
　　① 油膜震蕩一經(jīng)發(fā)生，振幅便很快的增加，使機(jī)組產(chǎn)生激烈振動。這種振動隨著轉(zhuǎn)速的升高，振幅并不減小。失穩(wěn)而半速渦動可能較早。而油膜震蕩則總是在2倍于**臨界轉(zhuǎn)速之后出現(xiàn)。
　　② 油膜震蕩時，振動的主頻率約等于發(fā)電機(jī)的一階臨界轉(zhuǎn)速，且不隨轉(zhuǎn)速升高而改變。
　?、?發(fā)生油膜震蕩時，振幅將不只是于轉(zhuǎn)速一致的工頻振動，而且還有低頻分量。
　?、?發(fā)生油膜震蕩的軸承，**軸油壓也發(fā)生劇烈擺動，軸承內(nèi)有明顯的金屬撞擊聲。
　?、?油膜震蕩嚴(yán)重時，仔細(xì)觀察可以看到主軸的外露部分在顫動。
　?。?）故障解決措施
　　在機(jī)組出現(xiàn)油膜震蕩時，可采用以下解決措施：
　?、?增加軸瓦比壓。
　?、?減小軸瓦**部間隙或增大上軸瓦軸承合金的寬度。
　?、?減小軸頸與軸瓦的接觸角，一般可減小至300～400。
　?、?降低潤滑油動力粘度。例如提高油溫或選用粘度較小的潤滑油等。
　?、?用平衡的方法將轉(zhuǎn)子原有不平衡分量降得很少。
　　2、汽流激振
　?。?）產(chǎn)生的原因分析
　　汽流激振類振動有以下特點：a、汽輪發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷**過某一負(fù)荷點，軸振動立即急劇增加；如果降負(fù)荷**負(fù)荷點，振動立即*減小。b、強(qiáng)烈振動的頻率約等于或**高壓轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速。c、汽流激振一般為正向渦動。d、發(fā)生汽流激振的部位在高壓轉(zhuǎn)子或再熱中壓轉(zhuǎn)子段。
　　其原因主要是由于葉片受不均衡的氣體來流沖擊就會發(fā)生汽流激振；對于大型機(jī)組，由于末級較長，氣體在葉片末端膨脹產(chǎn)生流道紊亂也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象；軸封也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象。
　?。?）故障解決措施
　　針對汽輪機(jī)組汽流激振的特征，其故障分析要通過長時間(一年以上)記錄每次機(jī)組振動的數(shù)據(jù)，連同機(jī)組滿負(fù)荷時的數(shù)據(jù)記錄，做出成組曲線，觀察曲線變化情況。簡單的說就是確定機(jī)組產(chǎn)生汽流激振的工作狀態(tài)，采用減低負(fù)荷變化率和避開產(chǎn)生汽流激振的負(fù)荷范圍的方式避免汽流激振。
　　3、轉(zhuǎn)子熱彎曲
　?。?）產(chǎn)生原因分析
　　轉(zhuǎn)子熱變形引發(fā)的振動特征是一倍頻振幅的增加與轉(zhuǎn)子溫度和蒸汽參數(shù)有密切關(guān)系，大都發(fā)生在機(jī)組冷態(tài)起機(jī)定速后帶負(fù)荷階段，此時轉(zhuǎn)子溫度逐漸升高，材質(zhì)內(nèi)應(yīng)力釋放引起轉(zhuǎn)子熱變形，一倍頻振動增大，同時可能伴隨相位變化。當(dāng)彎曲的作用大于不平衡量時，振幅的減小發(fā)生在臨界轉(zhuǎn)速以上。
　?。?）故障解決措施
　　針對轉(zhuǎn)子熱變形的故障處理就是更換新的轉(zhuǎn)子以減低機(jī)組異常振動，沒有了振動力的產(chǎn)生機(jī)組也就不會出現(xiàn)異常振動。
　　4、摩擦振動
　?。?）產(chǎn)生原因分析
　　摩擦振動的特征：一是由于轉(zhuǎn)子熱彎曲將產(chǎn)生新的不平衡力，因此振動信號的主頻仍為工頻。但是由于受到?jīng)_擊和一些非線性因數(shù)的影響，可能會出現(xiàn)少量分頻、倍頻和高頻分量，有時波形存在“削**”現(xiàn)象。二是發(fā)生摩擦?xí)r，振動的幅值和相位都具有波動特性，波動持續(xù)時間可能比較長。渦動等現(xiàn)象，但實際有影響的主要是轉(zhuǎn)子熱彎曲。由于重摩擦側(cè)溫度**輕摩擦側(cè)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子徑向截面上溫度不均勻，局部加熱造成轉(zhuǎn)子熱彎曲，產(chǎn)生一個新的不平衡力作用到轉(zhuǎn)子上引起振動。
　?。?）故障解決措施
　　平時定時對汽輪機(jī)組進(jìn)行維護(hù)，并對留意是否存在不和諧的機(jī)件摩擦聲，確保及時發(fā)現(xiàn)問題并對相應(yīng)機(jī)件進(jìn)行維修或更換，避免因摩擦振動引起的機(jī)組運行故障。
　　三、對汽輪機(jī)異常振動故障原因查詢的幾點建議
　　汽輪發(fā)電機(jī)組振動異常是運行中較常見的故障之一，其發(fā)生的原因是多方面的，也是十分復(fù)雜的，與制造、安裝、檢修和運行水平有直接關(guān)系。發(fā)生異常振動時，建議從以下幾方面分析判斷。
　　1、振動的頻率是1X、2X、1/2X等，振動的相位是否有變化及相鄰相位的關(guān)系。例如汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡會有下列現(xiàn)象：升速時振動與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，轉(zhuǎn)速高振動大，振動的頻率主要是1X，振動的相位一般不變化及相鄰相位出現(xiàn)相同或相反，且重復(fù)性好。
　　2、與負(fù)荷的關(guān)系，其可能原因有：滑銷系統(tǒng)不良；基礎(chǔ)不均勻的下沉：主蒸汽管路布置不當(dāng)，在熱膨脹時汽缸施加了作用力；其他不正常的熱變形引起機(jī)組中心線發(fā)生變化等。
　　四、結(jié)束語
　　汽輪機(jī)組擔(dān)負(fù)著火力發(fā)電企業(yè)發(fā)電任務(wù)的重點。針對于汽輪機(jī)異常振動這一常見故障，技術(shù)人員應(yīng)充分分析產(chǎn)生原因，找出故障點，并及時制定解決方案，確保汽輪機(jī)組正常安全運行。只有保證汽輪機(jī)的運行質(zhì)量，才能確保電廠安全經(jīng)濟(jì)地運行工作，為企業(yè)創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)利益。
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