汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因分析及解決對(duì)策

陳向新

摘?要：本文首先指出了汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因分析的重要性，然后重點(diǎn)分析了汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因，并提出了相應(yīng)的解決對(duì)策，以便在今后的工作中可以及時(shí)有效的處理汽輪機(jī)異常振動(dòng)問(wèn)題，確保汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);異常振動(dòng);原因分析;解決對(duì)策

汽輪機(jī)是電廠發(fā)電系統(tǒng)不可缺少的設(shè)備，一旦汽輪機(jī)的運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，特別是汽輪機(jī)工作中出現(xiàn)異常振動(dòng)故障，不但會(huì)損壞汽輪機(jī)本身，還會(huì)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生安全威脅，甚至造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。可見(jiàn)，對(duì)汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因進(jìn)行分析并及時(shí)解決問(wèn)題，對(duì)汽輪機(jī)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。

1 汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因分析

1.1 轉(zhuǎn)子受熱彎曲變形

汽輪機(jī)主要運(yùn)轉(zhuǎn)部分就是轉(zhuǎn)子，其工作磨損不可避免，特別是轉(zhuǎn)子在高溫高壓條件下，更容易產(chǎn)生熱變形磨損，從而引發(fā)汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障。這種熱變形主要是因?yàn)檗D(zhuǎn)子散熱能力不足，越來(lái)越高的熱能積蓄在轉(zhuǎn)子周圍，產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力，壓迫轉(zhuǎn)子產(chǎn)生扭曲。轉(zhuǎn)子變形后，轉(zhuǎn)動(dòng)中產(chǎn)生的空氣流動(dòng)不對(duì)稱，機(jī)組構(gòu)件會(huì)隨之產(chǎn)生異常振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致破壞性故障，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，檢修人員必須要責(zé)任到崗，提高安全意識(shí)和職業(yè)道德，耐心細(xì)致地對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行檢查和維護(hù)，將問(wèn)題解決在最小范圍內(nèi)，從而保證發(fā)電系統(tǒng)能夠持續(xù)正常發(fā)電。

1.2 汽流激振

汽輪機(jī)工作中，蒸汽流速不穩(wěn)定，出現(xiàn)強(qiáng)弱波形，在低速汽流環(huán)境下工作的組件，突然被高速激流沖擊，葉片受力不勻?qū)е庐惓Ｕ駝?dòng)。原因一是運(yùn)行參數(shù)的變化導(dǎo)致汽流不穩(wěn)，得機(jī)器振動(dòng)較大。原因二是汽流分量低頻狀態(tài)流量較大，突然頻率改變，產(chǎn)生不均勻汽流。

1.3 摩擦振動(dòng)

摩擦振動(dòng)的原因主要是構(gòu)件間隙有雜質(zhì)產(chǎn)生阻力，或是潤(rùn)滑不足，或是構(gòu)件變形與相鄰構(gòu)件摩擦異常增大等。其特征主要是以下三點(diǎn)：1）因摩擦振動(dòng)導(dǎo)致波形異常，出現(xiàn)振幅值和相位，這種波形振動(dòng)長(zhǎng)時(shí)間存在;2）轉(zhuǎn)子變形導(dǎo)致周圍應(yīng)力失衡，增持到振動(dòng)信號(hào)上，使振動(dòng)異常，但振動(dòng)主頻未發(fā)生改變;3）摩擦振動(dòng)在降速尾聲時(shí)振動(dòng)比剛提速時(shí)大。

1.4 油膜震蕩

汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的核心部件是轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子在高速持續(xù)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)程中，特別是大功率狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)容易偏離軸線，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)失衡，從而對(duì)油膜產(chǎn)生較大的應(yīng)力，油膜因受力不平衡就會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，從而影響汽輪機(jī)正常工作。因此，工作中要保證轉(zhuǎn)子沿軸線運(yùn)轉(zhuǎn)，且在平衡點(diǎn)渦動(dòng)，保證轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

2 汽輪機(jī)異常振動(dòng)的解決對(duì)策

2.1 轉(zhuǎn)子熱彎曲的解決對(duì)策

為了有效地預(yù)防汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱變形產(chǎn)生的異常振動(dòng)，在對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行配套裝配時(shí)，要嚴(yán)格按照操作流程和先后順序進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)安裝，對(duì)軸線進(jìn)行中心法校正，使軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生偏離。預(yù)防措施從基礎(chǔ)安裝抓起：1）預(yù)埋件確保在縱向中心線上，調(diào)正螺絲進(jìn)行緊固安裝，保證鋼絲架子能夠放置在標(biāo)準(zhǔn)位置;2）沿縱向中心線定位懸掛鋼絲的精準(zhǔn)點(diǎn)，做好標(biāo)記;3）對(duì)準(zhǔn)各中心點(diǎn)及軸線，應(yīng)用鋼皮尺準(zhǔn)確測(cè)量鋼絲至洼窩中心兩側(cè)的長(zhǎng)度;4）調(diào)正軸承及底座，兩側(cè)長(zhǎng)度誤差要在0.05mm范圍之內(nèi)，確保安裝到位準(zhǔn)確;5）對(duì)于水平校正，最好采用水平儀現(xiàn)場(chǎng)校正。將其放置在軸瓦洼窩結(jié)合面，水平方向有傾斜時(shí)，水平儀內(nèi)空氣偏離中心，用墊鐵進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，使水平儀內(nèi)空氣穩(wěn)定于中心點(diǎn)，才能達(dá)到水平平衡狀態(tài);6）汽輪機(jī)安裝中需要進(jìn)行三次找平，第三次要徹查一偏，完成所有找平工作，從而確保軸承安裝標(biāo)準(zhǔn)到位，使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，消除轉(zhuǎn)子熱變曲導(dǎo)致的異常振動(dòng)，保證電廠正常發(fā)電。

2.2 汽流激振的解決對(duì)策

汽輪機(jī)汽流激振的故障排除，首先要找到汽流激振的原因，需要對(duì)長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)的數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律，將滿負(fù)荷、正常運(yùn)行、空載時(shí)的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用曲線圖走勢(shì)，找到引發(fā)振動(dòng)的因素。從而逐漸調(diào)解輸出功率，汽流緩慢增加，將振動(dòng)數(shù)據(jù)繪成曲線圖與正常曲線圖進(jìn)行對(duì)比。汽輪機(jī)負(fù)荷增加后，汽門隨著負(fù)荷的增加不斷變化來(lái)抵消汽流振動(dòng)的危害。因此，對(duì)于汽流激振的故障，需要長(zhǎng)時(shí)間的觀察和精細(xì)化調(diào)整負(fù)荷參數(shù)，才能有效降低汽流激振的不良影響，維持發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.3 摩擦振動(dòng)的解決對(duì)策

摩擦振動(dòng)是機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中不可避免的問(wèn)題。汽輪機(jī)因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生異常振動(dòng)時(shí)，往往是摩擦超出正常范圍。在進(jìn)行檢查時(shí)，運(yùn)用感官的聽(tīng)聲響、看振動(dòng)、聞焦味、摸冷熱等對(duì)汽輪機(jī)的異常摩擦進(jìn)行判斷，一旦超出正常的摩擦現(xiàn)象，必須引起重視。首先判斷異常摩擦的來(lái)源是轉(zhuǎn)動(dòng)部件還是靜態(tài)部件，然后采取正確的解決措施，更換新件、增加潤(rùn)滑、加強(qiáng)散熱、調(diào)整功率等等，排除異常振動(dòng)，

2.4 油膜震蕩的解決對(duì)策

汽輪機(jī)油膜振動(dòng)故障出現(xiàn)時(shí)，可以針對(duì)實(shí)際機(jī)器的故障情況，采用下列解決措施的一種或幾種結(jié)合，盡快恢復(fù)汽輪機(jī)正常工作，保證發(fā)電廠發(fā)電系統(tǒng)重回正常的發(fā)電軌道上來(lái)。1）軸瓦增壓使油膜處于相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境中，使振動(dòng)可控;2）軸瓦頂部間隙過(guò)大，適當(dāng)減少間隙，上軸瓦軸承寬度增大，使振動(dòng)頻率變小，從而降低油膜的振動(dòng);3）油膜異常振動(dòng)與軸瓦與軸頸的結(jié)合角度大小關(guān)系密切，角度越小，振動(dòng)越小，根據(jù)這一規(guī)律進(jìn)行角度的適當(dāng)調(diào)解，從而減少油膜振動(dòng);4）間隙潤(rùn)滑至關(guān)重要，既能減少摩擦，又能降低油膜異常振動(dòng)，達(dá)到保養(yǎng)汽輪機(jī)組件的目的。因此，加強(qiáng)組件間隙潤(rùn)滑是降低油膜異常振動(dòng)的有效方法之一;5）油膜振動(dòng)與受力不均脫離不了干系，因此，需要加強(qiáng)平衡校正，使油膜處于相對(duì)穩(wěn)定的工作環(huán)境中，從而降低油膜異常振動(dòng)的機(jī)率。

3 結(jié)語(yǔ)

汽輪機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)的應(yīng)用十分廣泛，了解并掌握汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因與解決對(duì)策對(duì)于相關(guān)工作人員來(lái)說(shuō)意義重大，特別是對(duì)轉(zhuǎn)子受熱彎曲變形、汽流激振、摩擦振動(dòng)、油膜震蕩等這類主要問(wèn)題及相應(yīng)的處理措施需要熟練掌握，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)建立健全預(yù)防措施、規(guī)范故障檢查步驟、科學(xué)運(yùn)用傳感器等信息技術(shù)，保障汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。

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