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发电厂汽轮机振动故障分析与检修

李祥吉

广东华电惠州能源有限公司,广东惠州,516055

摘要: 发电厂汽轮机作为电力生产的核心设备之一,其运行稳定性直接关系到整个电力系统的安全与效率。然而,汽轮机在运行过程中常因各种因素产生振动故障,不仅影响发电效率,还可能对设备造成损害,甚至引发安全事故。因此,对汽轮机振动故障进行深入分析,并制定相应的检修策略至关重要。本文论述了发电厂汽轮机常见振动故障,并对不同类型振动故障的检修做了阐述,希望所述内容能够有助于提升电厂汽轮机振动故障处理及检修能力,确保汽轮机的稳定运行。
关键词: 发电厂;汽轮机;振动故障;检修
DOI:10.12721/ccn.2024.157371
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引言:由于汽轮机结构复杂、工况苛刻,在运行过程中难免发生各种振动故障,如不平衡振动、不对中振动、油膜涡动引起的振动等。这些振动故障不仅会降低汽轮机的运行效率,加速关键部件的磨损,而且还可能引发事故,造成重大经济损失和安全隐患。深入研究汽轮机振动故障的类型、成因、诊断及检修技术,对于保障汽轮机的安全经济运行具有重要意义。

1发电厂汽轮机振动故障原因

1.1轴承轴向振动

轴承轴向振动是指轴承在轴向方向上产生的振动。这种振动通常由于轴承间隙过大、轴瓦松动、轴承座刚度不足或轴向力过大等原因引起。轴向振动不仅会增加轴承的磨损,还可能引发转子与静止部件之间的碰摩,对机组安全构成威胁。

1.2汽流激振

汽流激振是由于蒸汽在汽轮机内部流动时产生的激振力作用在叶片或转子上引起的振动。这种振动往往与蒸汽的流量、压力、温度等参数的变化密切相关。汽流激振可能导致叶片断裂、转子不平衡等严重后果,对汽轮机的安全运行构成重大威胁。

1.3油膜振荡

油膜振荡是一种发生在滑动轴承中的自激振动现象。当轴承油膜受到转子旋转产生的动压作用时,会形成不稳定的油膜力,导致转子在某一转速范围内发生强烈的振动。油膜振荡通常发生在高速轻载的滑动轴承中,对机组的安全运行构成严重威胁。

1.4质量不平衡

质量不平衡是指转子在制造、安装或运行过程中由于材料不均匀、加工误差、磨损或结垢等原因导致的质量分布不均。这种不平衡会使转子在旋转时产生离心力,进而引发振动。质量不平衡是汽轮机最常见的振动故障之一,其危害程度取决于不平衡量的大小和分布。

1.5不对中

不对中是指汽轮机各转子之间或转子与静止部件之间在轴向上或径向上存在偏差。这种偏差会导致轴系力分布不均和传递路径改变,进而引发振动。不对中通常发生在机组安装、检修或运行过程中,对机组的稳定运行和安全性造成不利影响。

2针对不同故障原因的汽轮机振动故障检修措施

2.1润滑油压、油温异常或油膜振荡

1)检查润滑油系统

检查油泵工作状态,确保其输出压力稳定。如果油泵故障,及时进行维修或更换。

检查油管是否堵塞或泄漏,如有问题进行清理或修复。

检查过滤器是否堵塞,定期清洗或更换过滤器。

2)控制油温

检查冷却系统,确保冷却水量充足,冷却器工作正常。如果冷却效果不佳,清理冷却器或调整冷却水量。

安装油温监测装置,实时监测油温变化。当油温异常时,及时采取措施,如调整冷却水量、检查加热器等。

3)防止油膜振荡

检查轴瓦间隙,确保间隙在合理范围内。如果间隙过大或过小,进行调整。

选择合适的润滑油粘度,以保证油膜的稳定性。

2.2汽轮机轴封供汽压力、温度异常

1)调整供汽压力

检查供汽调节阀,确保其工作正常。如果调节阀故障,及时进行维修或更换。

安装压力监测装置,实时监测供汽压力变化。当压力异常时,调整供汽调节阀开度,使供汽压力保持在合理范围内。

2)控制供汽温度

检查轴封加热器,确保其工作正常。清理加热器内的杂物,提高换热效率。

安装温度监测装置,实时监测供汽温度变化。当温度异常时,调整轴封加热器的水位或蒸汽流量,使供汽温度保持在合理范围内。

2.3大轴弯曲

1)检测弯曲程度

停机后,使用专业的测量仪器检测大轴的弯曲程度。如果弯曲程度较轻,可以通过低速盘车进行直轴;如果弯曲程度较重,需要进行专业的直轴处理。

2)预防大轴弯曲

停机后,立即投入盘车装置,进行连续盘车,使大轴均匀冷却。如果盘车装置故障,应及时修复。

在安装和检修过程中,严格按照操作规程进行大轴的安装和调整,确保大轴中心线正确。

2.4动静摩擦

1)停机检查

当出现动静摩擦时,立即停机进行检查。打开汽轮机缸体,检查动静部分的磨损情况。

2)调整间隙

根据检查结果,调整动静部分的间隙。如果间隙过小,进行扩孔或研磨处理;如果间隙过大,进行加垫或调整部件位置。

3)预防动静摩擦

在安装和检修过程中,严格按照操作规程进行动静部分的间隙调整,确保间隙在合理范围内。

加强运行监测,当发现振动异常或温度升高时,及时进行检查,避免动静摩擦的发生。

2.5运行参数或工况剧变

1)稳定运行参数

当负荷突变时,及时调整汽轮机的进汽量、蒸汽压力和温度等参数,使机组稳定运行。

加强对蒸汽品质的监测,确保蒸汽中不含有杂质和水分。如果蒸汽品质恶化,及时采取措施进行处理。

2)应对工况剧变

当发生工况剧变时,如电网故障、机组甩负荷等,立即采取紧急措施,如关闭调速汽门、启动备用设备等,确保机组安全。

加强对机组的运行监测,及时发现和处理异常情况。

2.6高负荷时发生汽流激振

1)调整运行参数

降低负荷,减少蒸汽流量和流速,降低汽流激振的可能性。

调整蒸汽压力和温度,使蒸汽参数在合理范围内。

2)优化通流部分设计

对汽轮机的通流部分进行优化设计,如调整叶片形状、安装角度等,减少汽流激振的发生。

进行汽流激振模拟分析,根据分析结果进行优化设计。

2.7轴承损坏

1)检查轴承

停机后,检查轴承的磨损情况。如果轴承磨损严重,进行更换。

检查轴承的润滑情况,确保润滑油质量合格,油量充足。

2)调整轴承负荷

检查轴系的对中情况,如有偏差进行调整。确保轴承负荷均匀分布。

调整机组的负荷分配,避免轴承过载。

3)预防轴承损坏

加强对轴承的运行监测,定期进行温度、振动等参数的检测。当发现异常时,及时进行处理。

选择质量合格的轴承,定期进行维护和保养。

2.8汽轮机进冷汽、冷水或水冲击

1)停机检查

当发生汽轮机进冷汽、冷水或水冲击时,立即停机进行检查。打开汽轮机缸体,检查通流部分和轴系的损坏情况。

2)排除进水原因

检查给水系统、疏水系统等,排除进水的原因。修复泄漏的管道、阀门等部件。

3)处理损坏部件

根据检查结果,对损坏的部件进行修复或更换。确保设备的安全可靠。

2.9真空下降引起汽轮机大轴中心线偏移或低缸末级叶片振动

1)检查真空系统

检查真空泵、凝汽器等设备,确保真空系统工作正常。修复泄漏的部位,提高真空度。

2)调整运行参数

降低负荷,减少蒸汽流量,降低排汽压力。调整蒸汽压力和温度,使机组在合理的参数下运行。

3)检查轴系对中情况

检查大轴中心线的偏移情况,如有偏差进行调整。确保轴系对中良好。

2.10发电机方面的原因造成的机组振动,如磁场不平衡等

1)检查发电机

检查发电机的转子和定子绕组,排除短路、断路或接地等故障。

检查发电机的轴承,确保轴承工作正常。

2)调整磁场平衡

如果磁场不平衡,进行磁场调整。可以通过调整励磁电流、更换磁极等方式来实现磁场平衡。

3)加强监测和维护

加强对发电机的运行监测,定期进行维护和保养。及时发现和处理潜在的问题,确保发电机的正常运行。

结语:

概而言之,通过上文的详细分析和阐述,我们可以知道,汽轮机在运行期间,出现异常振动问题,致使机组无法正常运行,还会缩短机组使用寿命,影响其性能的正常发挥,为此如发电厂汽轮机汽轮机出现明显的振动异常问题,相关技术人员必须立即反应,基于统计分析视角,对振动数据进行采集,以具体问题具体分析为原则,选择适宜处理手段解决问题。

参考文献:

[1]姜永超.电厂汽轮机组振动问题研究与处理措施[J].设备管理与维修,2021(1):83-85.

[2]李英杰.电厂汽轮机运行中的常见故障及应对策略[J].智能城市,2020,6(22):81-82.