300MW汽輪發(fā)電機(jī)組異常振動(dòng)原因與處理分析

祁煥龍 青海華電大通發(fā)電有限公司

引言：300MW的汽輪發(fā)電機(jī)組作為目前我國使用較為頻繁的汽輪機(jī)組，其穩(wěn)定性以及可靠性直接影響到整個(gè)汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行，機(jī)組異常振動(dòng)是整個(gè)300MW的汽輪發(fā)電機(jī)組在實(shí)際的運(yùn)行過程之中，較為常見的故障種類之一，大部分是由于軸承內(nèi)部的原因所造成的，實(shí)際的解決措施，主要通過提高機(jī)組變頻器的變速時(shí)間，使整個(gè)機(jī)組在短時(shí)間內(nèi)保持到高速運(yùn)行狀態(tài)，而且，還可以通過提升機(jī)組動(dòng)平衡系數(shù)來解決整個(gè)機(jī)組異常振動(dòng)的問題。

一、主要原因淺析

（一）共振。共振，是造成300MW的汽輪發(fā)電機(jī)組異常振動(dòng)的主要原因之一，在實(shí)際的開車過程之后，當(dāng)機(jī)組的運(yùn)行速度達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速的時(shí)候，軸承附近就會(huì)形成共振，而且在一定的轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)呈線性增長，而當(dāng)整個(gè)軸承附近的振動(dòng)頻率大于整個(gè)機(jī)組的額定振動(dòng)頻率之后，機(jī)組的保護(hù)系統(tǒng)就會(huì)自啟動(dòng)，執(zhí)行停車指令，從而導(dǎo)致整兒機(jī)組無法維持在正常的運(yùn)行狀態(tài)，每次暖機(jī)時(shí)，只要當(dāng)整個(gè)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，機(jī)組就會(huì)自停[1]。

（二）硬件。硬件老化，以及變形，也是300MW的汽輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)異常振動(dòng)的主要原因之一。汽輪發(fā)電機(jī)組和普通電機(jī)的構(gòu)造完全相同，主要是由定子以及轉(zhuǎn)子組成，而普通電機(jī)是通過將電能轉(zhuǎn)化為帶方向的磁能而實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行的，汽輪機(jī)使用的主要是蒸汽。

首先，當(dāng)機(jī)組內(nèi)部轉(zhuǎn)子發(fā)生形變的時(shí)候，會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)組的正常運(yùn)行造成影響，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行到系統(tǒng)額定轉(zhuǎn)速的時(shí)候，發(fā)生形變的轉(zhuǎn)子會(huì)對(duì)其端部的軸承造成影響，使其開始產(chǎn)生輕微的振動(dòng)，但是這時(shí)候整個(gè)軸承的振動(dòng)還在合理的范圍之內(nèi)，而隨著機(jī)組轉(zhuǎn)速的提高，軸承的振動(dòng)頻率會(huì)呈指數(shù)形式增加，最終導(dǎo)致停車。其次，轉(zhuǎn)子端部存在動(dòng)靜摩擦導(dǎo)致機(jī)組產(chǎn)生異常振動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子端部的軸承或者主軸的位置發(fā)生一定的偏離，或者轉(zhuǎn)子的端部發(fā)生形變，就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和定子的機(jī)臺(tái)發(fā)生一定摩擦，當(dāng)基礎(chǔ)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，由于摩擦力的作用使軸承的附近產(chǎn)生相應(yīng)的震蕩，而且隨著機(jī)組運(yùn)行速度的提升，整個(gè)軸承附近震蕩的頻率以及峰值也會(huì)加大，最終導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組內(nèi)部異常振動(dòng)[2]。

（三）平衡度。機(jī)組軸承系統(tǒng)不平衡也是導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組異常振動(dòng)的主要原因之一，而造成機(jī)組軸承不平衡的主要原因在于，整個(gè)軸承系統(tǒng)由于缺乏定期的養(yǎng)護(hù)工作的，導(dǎo)致部分器件的平衡度下降。在整個(gè)300MW的汽輪發(fā)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的過程之中，由于定期養(yǎng)護(hù)工作無法得到有效的落實(shí)，是導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組異常振動(dòng)的最主要原因之一，整個(gè)300MW的汽輪發(fā)電機(jī)組長期缺乏養(yǎng)護(hù)措施的保護(hù)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組的軸承系統(tǒng)的平衡度下降，當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行的過程之中，由于軸承各部位的平衡度不一致，最終導(dǎo)致軸承附近出現(xiàn)異常振動(dòng)[3]。

二、主要處理措施探究

（一）調(diào)節(jié)軸承系統(tǒng)平衡度。調(diào)節(jié)軸承兩端的平衡度，是解決300MW的汽輪發(fā)電機(jī)組異常振動(dòng)的主要手段之一，在實(shí)際的解決過程之中，先對(duì)軸承兩端的重量進(jìn)行一個(gè)檢測(cè)，然后對(duì)兩端施加合適的重量，使軸承兩端所承受的重力基本保持一致，從而確保300MW的汽輪發(fā)電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行的過程之中，軸承兩端所承受的質(zhì)量始終維持在一個(gè)恒定的值域內(nèi)。

（二）定期校驗(yàn)系統(tǒng)硬件。定期對(duì)整個(gè)機(jī)組內(nèi)部的硬件進(jìn)行相應(yīng)的校驗(yàn)工作，是避免300MW的汽輪發(fā)電機(jī)組異常振動(dòng)出現(xiàn)的有效措施之一。在整個(gè)300MW的汽輪發(fā)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的過程之中要一個(gè)月開展一次相應(yīng)的設(shè)備檢測(cè)工作，在實(shí)際的檢測(cè)工作之中，要是用紅外水平儀對(duì)整個(gè)機(jī)組內(nèi)部的硬件設(shè)備進(jìn)行水平度的檢測(cè)，特別是對(duì)于機(jī)組所有電機(jī)轉(zhuǎn)子的檢測(cè)工作，要通過紅外檢測(cè)儀檢測(cè)所有轉(zhuǎn)子是否發(fā)生形變，在使用紅外檢測(cè)儀檢測(cè)之后，就整個(gè)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行細(xì)致的分析工作，匯總結(jié)果，對(duì)存在安全隱患的硬件及時(shí)進(jìn)行更換，除此以外，目前主要還使用內(nèi)部成像掃描設(shè)備來對(duì)整個(gè)機(jī)組的硬件進(jìn)行檢測(cè)工作，和紅外水平儀相比較，內(nèi)部成像掃描設(shè)備的效率值更高，而且在對(duì)整個(gè)機(jī)組的檢測(cè)工作中，所檢測(cè)到的結(jié)果更加精確[4]。當(dāng)對(duì)整個(gè)機(jī)組進(jìn)行系統(tǒng)化的檢測(cè)工作之后，需要就整個(gè)檢測(cè)工作的結(jié)果進(jìn)行一系列的維護(hù)措施，其中，對(duì)于機(jī)組的轉(zhuǎn)子而言，主要是通過機(jī)臺(tái)校正來使轉(zhuǎn)子恢復(fù)到形變之前的狀態(tài)，整個(gè)恢復(fù)作業(yè)主要是通過自動(dòng)化設(shè)備來完成的，在實(shí)際的校正作業(yè)之中，只需要工作人員將相應(yīng)的轉(zhuǎn)子參數(shù)輸入到設(shè)備的系統(tǒng)之中，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行校正。在整個(gè)校正工作完成之后，需要使用紅外水平儀對(duì)加工后的轉(zhuǎn)子再進(jìn)行一次掃描，當(dāng)掃描的結(jié)果滿足我國相應(yīng)的行業(yè)要求時(shí)，才能將其重新投入到機(jī)組的使用當(dāng)中。

三、結(jié)束語

解決300MW的汽輪發(fā)電機(jī)組異常振動(dòng)，能夠有效的提高整個(gè)300MW的汽輪發(fā)電機(jī)組的實(shí)際效率值，使其能夠維持在正常穩(wěn)定的工作狀態(tài)。機(jī)組異常振動(dòng)，大多發(fā)生在整個(gè)機(jī)組的軸承部分，而長期的振動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致該部位的軸承過度磨損，直接影響到該軸承的使用壽命，一般國產(chǎn)軸承的使用壽命都在一年左右，如果機(jī)組異常振動(dòng)的問題沒有及時(shí)的得到解決，通過頻繁的更換機(jī)組軸承，一方面，會(huì)增加整個(gè)機(jī)組維護(hù)工作的成本，另外一個(gè)方面，在更換軸承的時(shí)候，整個(gè)機(jī)組要處于停車狀態(tài)，直接影響到了整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率。