关于汽轮发电机振动大的原因及对策研究
马江涛
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马江涛,. 关于汽轮发电机振动大的原因及对策研究[J]. 动力技术研究,2022.8. DOI:10.12721/ccn.2022.159196.
摘要:
随着科学技术的不断进步,汽轮机的综合性能不断完善,在电厂中已经成为了重要的电机设备。不过在实际使用中,汽轮机也会偶尔出现故障的异常振动,这也使得发电机组的常规运行受到严重威胁。汽轮机组中常见且较为复杂的一种故障就是汽轮机的异常振动。机组的振动会有很多方面的影响,只要跟机组相关的设备、参数都可能是振动的原因,比如油温,油质,参数,疏水等等,因此需要采取有效的防范处理措施,避免或者降低机轮机异常振动的出现频率。此文简要分析了记录汽轮机振动的危害及概念,且探讨了汽轮机振动的许多原因讨论及其运行调整策略。
关键词: 汽轮机组振动原因运行调整策略
DOI:10.12721/ccn.2022.159196
基金资助:

国家电力发展的重要组成就是电力系统,所以我国的电力系统的稳定运行是经济持续发展的重要因素,因此为保证居民用电的稳定和城市经济发展,要提升汽轮发电机组平时的维护与保养,其发电厂维护部门的重要任务就是保障城市供电的稳定运行。汽轮发电机组,在平时的运转过程中难免会有振动,超出一定临界值之后,就会给设备造成严重的危害。以下就是介绍振动产生的原因以及解决方案。

一、汽轮机振动概念及危害分析

(一)基本概念介绍

汽轮机振动主要是因为设备的部件会离开其位置,导致其不在平衡状态,导致物体的位能和动能发生变化,进而出现反复性的运动,出现振动情况。由于冲击力的不同,将汽轮机的振动分为两种,自由振动和受迫振动。通过相位、频率、方向、振幅等对汽轮机进行振动幅度和大小进行描述。汽轮机振动相位就是在振动时信号的最大值和转子的某一位置。频率即时汽轮机的振动次数,振动方向包含横向、轴向、扭住。根据振动大小的差异,又分为双向、单向振幅。

(二)振动的危害分析

当汽轮机振动的幅度在对应的范围内,不会影响电厂的正常工作和汽轮机的正常运行的;如果汽轮机出现振动异常就会对电厂运行的经济效益和发电机运行都会产生巨大的损害。所以,机械设备的检修的重要内容就是对汽轮机振动进行检修。其危害有以下几个方面:第一汽轮机的不规则振动会致使发电质量的下降和电厂发电效率,第二假使汽轮机振动不规则,有可能致使零件的松动,加大机组正常运转的安全危害,第三,机轮机的振幅过大会致使零件和发电机的局部摩擦,使汽轮机本身受到损伤,降低其使用寿命。

二、汽轮机振动大的原因介绍

(一)汽轮机设计问题

由于汽轮机中的转子的旋转速度十分快,如果转子的旋转中心和质心不够很好地吻合,转子就会出现不平衡从而形成离心力,对轴承造成激振,致使汽轮机产生振动,当离心力超出安全范围内,机组就会产生不规则振动。其主要原因就是因为制造的转子、汽轮机的设计存在装备质量等方面的问题。也有可能会是装配质量存在问题所造成的。所有,肯定要提升制造、加工过程、提升生产的精度,并且还要采取相对应保护措施保证装备质量。并且,在装配过程中要对每一级叶片进行平衡实验,且在转子装配完成后,在出场时监测实施高、低速平衡工作,从而把转子的不平衡量掌控在规定要求之内。

(二)汽轮机摩擦问题

汽轮机转轴在运行过程中,偏离静子的几何中心O必定会被转子中心O偏离,当偏离的间隔达到两端支撑的径向间隔时,就会产生触碰。此时 ,静子部件与转子进行触碰的点A就会受到一个与转动方向相反的切向摩擦力f的作用和一个为N径向作用力。其京东部位碰磨的原因有以下几个原因:第一,转子振动导致,当动静间隙小于振动振幅时,就会产生碰磨;第二,轴系对中不好,就会导致所有转子偏斜,从而引发碰磨。转子的动静碰磨时长导致其他现象;第三,动静间隔过小,这是由于安装时间隙调整或设计不当导致的,所以,解决现存问题时,都要将其它振动特征和动静碰磨综合起来进行分析,方便精准找出事故原因及其故障所在。

(三)汽流激振问题

汽流激振通常是指气体压降导致转子发生移动,与气缸产生位移导致旋涡,振动就是漩涡流动所产生的。结合实际分析可得知,气流激振重要特性有以下几点:第一,运行参数会直接导致振动幅度的增大,且增大体现突发性;第二会有比较大量值的低频分量。导致这些问题的根本原因有以下几种情况:第一,气流激振会被轴封所引起的;第二,叶片受到不同的来流气体冲击所导致的气流激振,气体很容易遭受叶片膨胀导致流体紊乱,从而导致气流激振。

三、汽轮机运行调整的对策研究

(一)加强设备运行管理工作

第一,在机组运行前,需要先对汽轮机转子进行检查,安全汽轮机的工艺标准安装新叶片,同时要根据汽轮机组的结构特点和运行情况,对各个部分进行优化调整;第二,要对转子和汽缸膨胀规律进行观察,保证在膨胀规律变化时,可以及时调整和控制;第三,机组停机时,要观察上下缸的蒸汽参数、温差、监视段压力等;第四,机组运行过程中,要防止水冲击,防止冷水、冷气进入汽缸中。第五,加强工作人员的培训工作,要求操作人员必须严格按照规范执行。

(二)强化动静部位的摩擦问题

对于汽轮机动静部位碰摩的判断要非常的高的准确性,假使判断出碰摩现场,就铁定要停止并且进行开缸监测,并且工程量巨大。动静部位碰摩的诊断技术是十分不容易掌控,要很多种技术的组合运用,比如要准确记录表汽轮机停车、启动过程的极坐标图、波特图得出全频谱级联图,以上方法都可以在诊断中综合起来进行使用,用来提升结果的高准确率。此外,动静部位碰摩的诊断要尽可能使用电涡流传感器,如果认为汽轮机有动静碰摩现象发生时,假使没有安装电涡流传感器,就要尽快安装上,便于以后的诊断。

(三)重视对汽流激振和油膜振荡地分析

汽轮机在正常运行状态下,会出现汽流激振的情况,对此,需要先对汽流激振进行数据的排查,将相关数据记录下来,方便用图表显示出来,进而对图表进行分析,找出内在的规律和问题,最终找到相关措施。在汽轮机运转时,如果出现了油膜振动的故障,要第一时间解决。第一,可以将轴瓦比压提高;第二,还可以将轴瓦的顶部缩小间隙,或是通过将周围轴承合金的宽度增加。第三,通过缩小轴颈和轴瓦的角度减少,保证在30-40度之间;第四,可以减少润滑油的动力粘连度;第五,将转子调整到平衡状态。

(四)加强汽轮机的检测巡查

汽轮机的振动问题较为复杂,其原因多种多样,要根据每个汽轮机的实际情况,对其进行安全检查和试验,并分析出来振动规律,做好数据记录,要参照检修记录,进行综合细致的分析,找出振动的问题,进而给出合理的解决措施。在汽轮机运行生产中,要重视振动监测管理工作,保证企业的正常运转。

结语 

汽轮机被广泛应用到化工、电力等生产中,当汽轮机出现故障,会严重影响生产效率,使得企业加大经济损失。在实际生产中对可能出现的振动问题要加大排查,对于异常情况进行及时检修,工作人员要对运行的各个环节进行研究,进而要避免振动故障的出现,保证汽轮机的可以正常运转。

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