引言
汽轮机是一种将热能转化为机械能的设备。汽轮机也称蒸汽透平发动机,是一种旋转式蒸汽动力装置,高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上,使装有叶片排的转子旋转,同时对外做功。汽轮机振动的大小,是评价汽轮机安装和运行水平的重要依据,严重威胁着机组的安全稳定运行。引起汽轮机轴承振动的原因有很多,既有运行操作方面的原因,如润滑油温度、轴封温度、暖机时间不足、升降负荷过快等,也有安装方面的原因,如中心不正、转子质量不平衡等。必须从复杂的表象中找出影响摩擦振动主要因素,并提出相应解决措施,确保汽轮机安全稳定运行。
1电厂汽轮机运行原理
汽轮机运行过程中,需要遵循一般的规律,实际运行期间主要就是将蒸汽能量进行快速转换,成为机械能旋转式动力机械,在实际使用过程中,往往是以热力特征为依据进行汽轮机类型的划分,包括凝汽式、供热式、背压式、抽汽式等。而当前火电厂最常见的汽轮机就是以能源为基础带动的设备,其能源主要为煤、石油、天然气,以主要燃料作为电厂汽轮机运行的能量,以此保证汽轮机良好的生产性能。汽轮机运行有自身的原理与流程,在实际生产时,主要就是通过大量的能源输入,燃料在锅炉中燃烧和加热后,就会出现水蒸汽,再通过特殊的汽阀和调节汽阀快速到达汽轮机中,通过严格工序流入到环形安装喷嘴栅和动叶栅,再做好膨胀做功的环节,人工转换再产生一定量的推动汽轮机转子旋转机械能,这样最终对联轴器驱动发电机形成电能,再把电能向外部传输,服务人们生活与工作。
2电厂汽轮机振动原因问题
2.1调速系统故障
汽轮机阀门和阀杆是主要的结构,在运行过程中,起到了调速的作用,如果调速系统运行不合理,就会出现问题,比如当机器长时间运行后,阀杆会出现盐垢的现象,不利于设备的稳定运行,汽轮机负载加重,往往会在问题部位出现磨损,造成设备问题。另外,使用质量低劣的机油,往往会在运行时影响润滑,导致机器卡涩,相关的零器件空隙则会造成设备部件配合困难,摩擦力越大损坏活塞缸壁的情况越严重。
2.2摩擦的影响
汽轮机动静部分之间的摩擦往往是造成振动大的原因,一般来说更换了新的轴瓦,或者机械上有所改变,很容易出现碰磨现象,一般摩擦一段时间,振动会慢慢降低,这是最好的结局。但还有一种情况,振动随着碰磨的发生不会减小。有经验的诊断师,不会将摩擦作为最终结论,而是当成次生故障。还有最根本的原因,例如,转子轴向位置安装不精确,使得流体通道发生轻微改变,从而产生旋转失速。径向轴承间隙过大导致旋转失速的阈值降低,瓦与轴承箱之间的接触间隙偏大,则降低了失速的稳定裕度。这些因素才是初生故障。所以,振动发生时,不仅要关注振动值,还要关注轴位移和差胀有无异常。
2.3转子质量不平衡
转子上的装配部件在安装或当初机械加工时,内孔与转子中心不同心,或部件质量对转动中心不对称;转子上的叶片、拉金断落或不对称磨损;转子锻件在加工及处理过程中有过大的残余变形,引起转子永久性挠曲;检修时,在转子上拆装叶轮和叶片,更换联轴器零件,更换发电机线圈、车削转子轴颈或直轴等,都有可能造成转子质量不平衡。转子质量不平衡是汽轮机振动异常的最主要原因,70%以上的异常振动是转子质量不平衡引起的,其特点是,振幅与不平衡质量成正比,振动频率等于转子的振动频率,波形为正弦波,振幅及相位始终保持常数,而与负荷无关。这类振动只需要找好平衡即可解决。由于其发生概率高,解决方便,在汽轮机组发生振动时,应成为首要分析对象。
2.4汽封产生的激振力
即由汽轮机的围带汽封、隔板汽封、轴端汽封产生的激振力。在高压级中,蒸汽在汽封处产生的激振力的大小,与汽封前蒸汽的参数(压力、温度)、汽封后蒸汽的参数(压力)、汽封间隙处的半径和进入汽封的蒸汽的周向速度成正比。汽封前蒸汽的参数越高,进入汽封的蒸汽的周向速度越大,蒸汽所产生的激振力越大。
3电厂汽轮机振动对策
3.1使用相应传感器有效进行保护
在汽轮机经常发生震动的部位安装传感器,这样能够实时监测到各部位震动发生的情况,根据传感器实时发送的震动信号,操作人员能够随时了解机组运行情况,并且,控制设备能够根据传感器采集的信号,对机组进行自动控制。
3.2制定相应检测措施
安装相应震动检测装置,实时检测机组运行过程中震动的情况,如果震动幅值超过规定,检测装置将发出报警,提醒工作人员采取措施,防止发生重大事故。要加大震动的监控,要将监测震动常态化与制度化,要达到震动幅值超出规定前,能够及时将汽轮机停机,防止事故的扩大。
3.3检查是否胀差的影响
在汽轮机运行中,要注意胀差的控制,做到加热时间足够长,负载不要太大,保证机器不骤开、不骤停,起动过程中速度要缓慢,尽量不进行热汽起动。针对蒸汽温度进行控制,避免与室温相差太大。从而在启动时合理选择启动参数,在机器进行启动时,合理选择机器零部件的启动参数,保证启动过程中机器的稳定性,使得机器稳定运行,延迟机器的使用寿命。汽轮机在启动时,严格选择启动参数,以免启动产热过多,造成机器的损坏。轴封抽汽适当使用,汽轮机在工作中产热产汽,因此在运行中要适当地进行抽汽,使得机器的温度降下去,再继续运转中,不至于由于温度太高而造成零部件的损坏。汽轮机产热造成零部件温度的上升,影响部件的运转,因此要及时地调整。冲转过程中及时调整向空排气阀开度,冲转过程中,要根据气体的产生及时调整排气阀的开度,在气体产生较多时,调大排气阀的开度,以防压强过大,造成机器发生事故,及时将多余的气体排出。尽量缩短并网时间,及时将各部分的汽封漏气放进去,从而保证机器的正常运行。
3.4培养专业的技术人才,对各种事故进行解决
在机器购买阶段,专业人才进行购买。考察机器及其部件的安全度,采用新型技术进行监控,在机器发生危险之前进行提醒,在危险发生后,及时采取措施解决。检查转子是否平衡,如果不平衡,采取措施将转子平衡运行,检查转子是否对中,检查高速运转的部件是否与静止的部件相互接触,检查转子中心孔是否进油。使用新型设备,对汽轮机的产热进行控制,使用新型设备,保障各部分的正常运转。培养后备人才,进行维修。
结束语
汽轮机振动的大小,是评价汽轮机安装和运行水平的重要依据,本文对某6F机组汽轮机在建成投产时出现的因汽缸膨胀不畅引起的汽轮机轴承振动大的原因进行分析,为汽轮机启动阶段碰到类似振动现象提供参考及建议。
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