汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中的振動(dòng)故障以及處理措施分析

摘 要：振動(dòng)故障是汽輪機(jī)運(yùn)行過程中最常見的故障之一，如果振動(dòng)故障得不到及時(shí)的處理，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。文章以某電廠的10號(hào)汽輪機(jī)組為例，為了提高汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，該電廠對(duì)汽輪機(jī)組進(jìn)行了檢修，檢修后啟動(dòng)的過程中出現(xiàn)振動(dòng)故障，通過對(duì)振動(dòng)故障進(jìn)行分析得知導(dǎo)致振動(dòng)的原因?yàn)檩S封處動(dòng)靜碰磨，并采取了針對(duì)性的措施進(jìn)行了處理，有效的解決了振動(dòng)故障，保證汽輪機(jī)組能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；啟動(dòng)過程；振動(dòng)故障；處理措施

前言

汽輪機(jī)振動(dòng)故障是電力行業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的問題，同時(shí)也是難以解決的問題之一。導(dǎo)致汽輪機(jī)啟動(dòng)過程出現(xiàn)振動(dòng)故障的原因主要包括以下幾種：汽輪機(jī)制造過程中沒有完全消除不平衡分量；安裝單位在靠背輪鉸孔與配作過程中的配重不合理，產(chǎn)生了新的不平衡分量；軸封處的動(dòng)靜碰磨等。文章以某發(fā)電廠的10號(hào)汽輪機(jī)組為例，該汽輪機(jī)組經(jīng)過大修后，在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)了振動(dòng)故障，通過對(duì)振動(dòng)故障進(jìn)行分析可知，導(dǎo)致此次振動(dòng)故障事故的原因?yàn)檩S封處動(dòng)靜碰磨，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理之后，振動(dòng)故障消失，汽輪機(jī)組能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，文章針對(duì)汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中的振動(dòng)故障以及處理措施的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中振動(dòng)故障的危害

汽輪機(jī)在生產(chǎn)系統(tǒng)中相當(dāng)于人體的心臟，一旦汽輪機(jī)出現(xiàn)故障或者問題，將會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成直接的影響，因此汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中的異常振動(dòng)不能小覷。汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中出現(xiàn)振動(dòng)故障將會(huì)導(dǎo)致以下危害：其一，汽輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定擺動(dòng)，導(dǎo)致調(diào)速系統(tǒng)的部件出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，增加遲緩率，影響調(diào)速系統(tǒng)的正常運(yùn)行；其二，減弱耐疲勞強(qiáng)度，轉(zhuǎn)動(dòng)部分是汽輪機(jī)的核心部分，振動(dòng)故障會(huì)降低轉(zhuǎn)動(dòng)部分的耐疲勞強(qiáng)度，直接影響轉(zhuǎn)動(dòng)部分的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及使用壽命；其三，破壞滑銷系統(tǒng)，一旦汽輪機(jī)組發(fā)生較大的振動(dòng)，將會(huì)對(duì)滑銷產(chǎn)生巨大的沖擊作用，導(dǎo)致汽輪機(jī)組產(chǎn)生不均勻的膨脹現(xiàn)象，形成巨大的擠壓力，對(duì)滑銷系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞；其四，破壞汽封，隔板和隔板之間通常采用汽封的方式進(jìn)行密封，一旦汽輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)故障，將會(huì)破壞汽封，增加隔板之間的漏氣量，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向推力，影響汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行；其五，密封不嚴(yán)，由于密封不嚴(yán)導(dǎo)致的汽輪機(jī)組振動(dòng)故障占振動(dòng)故障率的40%左右，主要是因?yàn)檎駝?dòng)故障破壞了低壓端軸封，導(dǎo)致空氣進(jìn)入到低壓缸中，降低了低壓缸的真空度，蒸汽進(jìn)入到潤(rùn)滑油系統(tǒng)中，降低潤(rùn)滑油的純度，影響潤(rùn)滑效果，增加磨損，縮短汽輪機(jī)組使用壽命。

2 汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中振動(dòng)故障以及處理措施

文章以某電廠10號(hào)汽輪機(jī)組為例，該機(jī)組為N125-535/535型凝汽式、一次中間再熱、超高壓、高溫汽輪機(jī)，該汽輪機(jī)組于2010年正式投入運(yùn)行，經(jīng)過多年的運(yùn)行，汽輪機(jī)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)了一些故障，直接影響了汽輪機(jī)組的運(yùn)行安全和效率，2014年4月12日，對(duì)該汽輪機(jī)組進(jìn)行了大修，在大修期間安裝了菲利普RMS700型汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)。轉(zhuǎn)軸振動(dòng)跳機(jī)值設(shè)置成260μm，跳機(jī)邏輯設(shè)定成“y”方向軸振大或者“x”方向軸振大。

2.1 汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中的振動(dòng)故障發(fā)生經(jīng)過

2014年4月15日，該電廠10號(hào)汽輪機(jī)組大修之后首次啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過實(shí)測(cè)可知菲利普TSI系統(tǒng)4號(hào)瓦處“y”方向的軸振是160μm，并且其他軸振值都不超過100μm，并且1號(hào)瓦處還存在微小的刮擦聲音。隨著轉(zhuǎn)速的加快，10號(hào)汽輪機(jī)組各處的瓦振以及軸振都在不斷的增加，通過檢測(cè)得知，2號(hào)瓦處“⊥”方向的瓦振達(dá)到了12cmm，并且所有瓦處在“x”、“y”軸方向的軸振都超過了限定值。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1500r/min之后停機(jī)，在轉(zhuǎn)速降低至1000r/min之后，1號(hào)軸承存在較大的刮擦聲。

2.2 振動(dòng)故障的診斷

通過對(duì)汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中的振動(dòng)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，初步判定導(dǎo)致振動(dòng)故障的原因主要包括：由于大修過程中油檔間隙或者軸封調(diào)整不當(dāng)導(dǎo)致的動(dòng)靜碰磨；由于氣缸疏水不流暢導(dǎo)致水和轉(zhuǎn)軸相接觸，導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)變形；由于沖轉(zhuǎn)之前與沖轉(zhuǎn)過程中，沒有控制好各個(gè)部門的溫差，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的溫度超過限定值而產(chǎn)生彎曲變形；由于轉(zhuǎn)子自身存在質(zhì)量問題，在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中出現(xiàn)不平衡問題。在對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行大修時(shí)，并沒有改動(dòng)12號(hào)汽輪機(jī)，因此由于轉(zhuǎn)子自身存在質(zhì)量問題，在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中出現(xiàn)不平衡問題導(dǎo)致的振動(dòng)故障的可能性不大；工作人員對(duì)運(yùn)行記錄進(jìn)行了查閱，發(fā)現(xiàn)各個(gè)部門的溫差并不存在異常，因此，由于沖轉(zhuǎn)之前與沖轉(zhuǎn)過程中，沒有控制好各個(gè)部門的溫差，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的溫度超過限定值而產(chǎn)生彎曲變形導(dǎo)致振動(dòng)故障的可能性也排除；工作人員對(duì)低壓缸、中壓缸以及高壓缸進(jìn)行了復(fù)查，表明氣缸不存在異常，對(duì)機(jī)頭處的大軸撓度進(jìn)行檢查，在啟動(dòng)之前，大軸撓度為4.5cmm，啟動(dòng)半小時(shí)之后，變?yōu)?.0cmm，并且在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中1號(hào)瓦處出現(xiàn)刮擦聲，在降速之后，出現(xiàn)時(shí)滯性的振動(dòng)現(xiàn)象，初步判定導(dǎo)致汽輪機(jī)啟動(dòng)過程導(dǎo)致振動(dòng)故障的原因?yàn)閯?dòng)靜碰磨。

第二次沖轉(zhuǎn)時(shí)，3號(hào)瓦處“y”向軸振出現(xiàn)了突跳現(xiàn)象，并且每次突跳之后，其軸振值都會(huì)恢復(fù)到原來的狀態(tài)；啟動(dòng)的過程中，各瓦處的軸振數(shù)值以及瓦振都明顯的降低，并且瓦振的下降幅度超過了50%，由此表明導(dǎo)致汽輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)故障的原因并不是由于轉(zhuǎn)動(dòng)部件脫落導(dǎo)致的振動(dòng)故障，同時(shí)也不是轉(zhuǎn)子自身質(zhì)量不平衡導(dǎo)致的振動(dòng)故障。通過對(duì)兩次啟動(dòng)過程的振動(dòng)情況進(jìn)行比較，能夠肯定導(dǎo)致汽輪機(jī)啟動(dòng)出現(xiàn)振動(dòng)故障的原因?yàn)閯?dòng)靜碰磨。

3 汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中振動(dòng)故障的處理措施

汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中如果出現(xiàn)振動(dòng)故障，將會(huì)嚴(yán)重的影響汽輪機(jī)的安全運(yùn)行，針對(duì)振動(dòng)故障的處理措施表現(xiàn)為：其一，為了防止出現(xiàn)軸封動(dòng)靜碰撞，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)軸封的檢修，并在檢修的過程中對(duì)軸封間隙進(jìn)行調(diào)整，防止軸封間隙出現(xiàn)過大的現(xiàn)象，否則會(huì)導(dǎo)致軸封的漏氣量增加，同時(shí)影響汽輪機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)該根據(jù)汽輪機(jī)的實(shí)際狀況，進(jìn)行安裝、檢修以及調(diào)試等，科學(xué)的設(shè)置軸封間隙，既保證汽輪機(jī)組的安全性，又保證其經(jīng)濟(jì)性；其二，當(dāng)大修之后，如果汽輪機(jī)在啟動(dòng)的過程中出現(xiàn)振動(dòng)故障，應(yīng)該增大動(dòng)靜間隙；其三，汽輪機(jī)組在大修之后，在啟動(dòng)過程中應(yīng)該先沖兩次一階臨界轉(zhuǎn)速，這樣能夠有效的降低振動(dòng)處理的時(shí)間，如果汽輪機(jī)組出現(xiàn)動(dòng)靜碰磨，應(yīng)該投上振動(dòng)保護(hù)；其四，為了防止汽輪機(jī)在啟動(dòng)的過程中出現(xiàn)振動(dòng)故障，應(yīng)該采用滑動(dòng)式軸封代替2號(hào)、3號(hào)瓦處的軸封，這樣能夠?qū)S封大軸之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，這樣能夠有效的降低軸封對(duì)大軸造成的磨損，防止出現(xiàn)更加嚴(yán)重的振動(dòng)故障。

4 結(jié)束語

總而言之，汽輪機(jī)在電力系統(tǒng)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，一旦汽輪機(jī)出現(xiàn)故障，將會(huì)帶來非常大的不安全隱患。文章分析了汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中振動(dòng)故障的危害，探析了汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中振動(dòng)故障與處理措施，希望能夠?yàn)殡娏ζ髽I(yè)的汽輪機(jī)運(yùn)維工作人員提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)

[1]張宇.汽輪機(jī)組振動(dòng)故障分析及處理措施探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（31）：142.

[2]王家勝，文賢馗，鄧彤天，等.某200MW汽輪機(jī)組振動(dòng)故障分析與處理[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2012，54（2）：144-147.

[3]郭平.汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中軸瓦振動(dòng)大的診斷與處理[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009（7）：58.

[4]王家勝，鄧彤天，冉景川.某300MW汽輪機(jī)組汽封改造后啟動(dòng)振動(dòng)故障的排除[J].熱力透平，2010，39（2）：134-136.