論述300MW汽輪機組振動故障處理

摘 要：目前火力發電廠發電系統主要采用300MW汽輪機組，在發電廠的發電功能過程中起到十分重要的作用。汽輪機組應用的廣泛性直接標志著汽輪機組振動故障處理的重要性。汽輪機組振動故障是機組發電過程中無法避免并且出現概率很高的問題。本文結合貴州大方發電有限公司所使用的汽輪機的情況對汽輪機組常見的振動故障的原因和處理進行闡述和探討。

關鍵詞：汽輪機組；振動故障；故障處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.237

0 引言

隨著社會的發展和經濟的進步，在我國城市化的進程中，有效對汽輪機組進行維護，有利于提高汽輪機組的使用壽命。

1 貴州大方發電有限公司的汽輪機設備簡介

貴州大方發電有限公司所使用的汽輪機是亞臨界中間再熱兩缸兩排汽凝汽式汽輪機，型號為N300-16.7/537/537-8（合缸）。本機高中壓部分采用合缸，高壓缸雙層結構，高中壓進汽布置在高中壓缸中部；低壓缸兩排汽對稱分流。

汽輪機高中壓和低壓轉子由#1～#4軸承支持，其中#1、#2瓦為非對稱可傾五瓦塊軸承，#3、#4軸承為帶球面軸瓦套的橢圓軸承，汽輪發電機組共6個支持軸承。#3～#6軸承下瓦設有頂軸油孔。推力軸承為活支可傾瓦塊型，布置在#2軸承箱內，正常運行時，承受向后軸向推力，特殊情況可能出現瞬間反推力。 盤車裝置安裝在盤車箱蓋上，盤車轉速4.29r/min，汽輪機沖轉后，轉速大于盤車轉速，盤車裝置自動脫扣退出運行。

高壓內缸相對于高壓外缸的死點在高壓進汽中心線前475mm處，低壓內缸相對于低壓外缸的死點，設在低壓進汽中心線處，高低壓內缸分別由死點向前后兩個方向膨脹。汽輪機靜止部分相對于基礎有2個絕對死點，1個在中低壓軸承箱基架上#2軸承中心線后205mm處，另一個在低壓缸左右兩側基架上，低壓進汽中心線前360mm處。機組啟動時，高中壓缸、前軸承箱向前膨脹，低壓缸向前、后兩個方向膨脹。轉子相對于汽缸的相對死點在中低壓軸承箱內推力軸承處，機組啟動時，轉子由此處向前后膨脹。汽輪機的汽封采用自密封系統。正常運行時，高中壓缸的汽封漏汽作為低壓軸封的供汽，多余蒸汽溢流到#8低加或凝汽器。啟動或低負荷時由高壓汽源站和輔助汽源站供汽。

2 300MW汽輪機組常見振動故障原因及處理分析

2.1 油膜震蕩

（1）原因分析。油膜震蕩產生的主要原因是汽輪機的轉子在運行過程中失去正常運轉的穩定性。當轉子正常運行時，其轉軸是圍繞著軸線轉動的，而當轉子不能穩定運行時，轉軸會圍繞著平衡點渦動。一旦半速渦動的速度和轉子臨界轉速一致，共振會放大半速渦動，就會出現激烈震蕩。當轉速高于臨界轉速兩倍的時候，這種情況會成倍加劇，從而形成油膜震蕩。

（2）故障處理。通常對于油膜震蕩的處理措施有幾下幾種：第一、將軸瓦比壓加大；第二、將瓦頂部間隙減低或者將軸瓦軸承合金的寬度加大；第三、縮小軸頸與軸瓦的接觸角度。一般縮小到三百到四百；第四、通過使用粘度較小的潤滑油或提高油溫的方式來減低潤滑油的動力粘度。第五、減少轉子原有不平衡因素的比重。

2.2 汽流激振

（1）原因分析。如果發電機組在運轉過程中超負荷的話，軸振動程度會不斷升高。如果減少工作負荷的話，就會出現振動程度降低的情況。如果發電機組工作的振動頻率與某個轉子的臨界轉速相同或者氣流激振對轉移有所影響的情況，都會導致這些問題。汽流激振的產生實際上是葉片在受力過程中遇到的氣流沖擊不均衡而導致的。

（2）故障處理。維修人員需要通過對汽輪機組一年及以上的振動記錄進行氣流激振特征的具體分析來解決汽流激振故障。維修人員需要以每次機組振動的詳細記錄為基礎，對機組滿負荷工作下的數據進行詳細的記錄進行具體的分析和處理，并將這些數據用曲線圖的方式直觀表現出來，然后觀察和發現曲線的變化規律。通過這樣具體的分析，可以有效確定汽輪機組的氣流激振的狀態變化，然后就可以有效避免氣流激振故障的產生和控制其出現頻率。一般來說，可以采用降低負荷變化率或合理控制氣流激振負荷范圍兩種方法來解決這一故障問題。

2.3 摩擦振動

（1）原因分析。摩擦振動故障的產生要從對摩擦振動過程中的具體狀態變化出發進行分析。通常在汽輪機運轉的過程中，轉子因受熱而變形，進而導致出現新的不平衡力，因此，在運轉中的汽輪機組的振動主要頻率仍在可控正常范圍內。但是，汽輪機組運轉的環境十分復雜，一般都會在摩擦的過程中，整個振動的振幅和相位存在一定程度的波動，而這種波動出現的時間有一定的持續性。另外，當汽輪機內部的主要轉子因受熱而發生變形時，重摩擦的一邊會由于溫度的升高而導致另一邊出現輕摩擦，從而使轉子的兩邊溫度失衡而導致受熱不均的問題。這些狀況最終會使機組局部受熱過高，令轉子的局部結構受熱而發生變形，變形的轉子會增加不平衡力，從而導致產生新的振動。

（2）故障處理。在實際面對摩擦振動故障問題時，相關工作人員一般提倡做好事前預防工作，有效避免摩擦振動的產生相比問題出現再解決提供很多便利。通常在汽輪機組的日常維護過程中，維修人員會詳細檢查汽輪機組內部是否存在過量的非正常運轉摩擦聲音，以便及時發現問題并請相關專業人員對其進行維修，一旦出現部件損壞過重的情況，也可以及時進行更換。做好這些事前預防工作，可以有效避免摩擦振動對汽輪機組運行的不良影響。

3 結語

本文首先介紹了貴州大方發電有限公司的汽輪機設備的具體情況，然后進一步結合貴州大方發電公司的具體情況對其使用的300MW汽輪機組常見的振動故障的原因及處理問題的具體方法進行了分析和闡述。總之，在當今火力發電方面，300MW汽輪機組是火力發電的重要組成部分，應用十分廣泛。不斷提高汽輪機的使用壽命和維護人員的專業水準可以在未來的使用和發展過程中有效保證汽輪機組的正常運行，從而對更好地提高經濟效益起到重要作用。

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