大型火電廠汽輪機軸承振動大的原因及措施

張日文 林麗玲

摘要：汽輪機是火力發(fā)電廠的重要設(shè)備，其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運行環(huán)境惡劣，汽輪發(fā)電機組的故障率高，尤其是軸承異常振動，如果發(fā)現(xiàn)不及時或處理不當(dāng)，會造成汽輪機軸瓦損壞、轉(zhuǎn)子彎曲，甚至造成大軸斷裂等事故，一旦發(fā)生故障就會造成極大的經(jīng)濟損失。為了有效避免軸承振動對機組生產(chǎn)帶來的影響，可以通過設(shè)置專業(yè)的維護檢修部門對設(shè)備進行定期修復(fù)處理，科學(xué)化控制機組設(shè)備的生產(chǎn)運行效率，降低設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中的內(nèi)部摩擦損耗和氣流激振影響，強調(diào)運行操作人員對汽輪機啟停，展開細致而嚴密的運行維護將有效避免機組設(shè)備在運行過程中軸承振動加大的情況出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：大型火電廠;汽輪機;軸承;振動

汽輪機是大型火力發(fā)電廠發(fā)電設(shè)備運行最重要的組成，其運行效率極大地影響著發(fā)電廠的發(fā)電效率，汽輪機組在長時間高負荷的運轉(zhuǎn)下會導(dǎo)致軸承振動性加大而對機組設(shè)備的生產(chǎn)運行效率帶來影響。面對火電廠汽輪機軸承振大的問題，需要受到發(fā)電廠經(jīng)管理者和經(jīng)營者的重視，投入更多的技術(shù)人員和成本對軸承振大問題進行修復(fù)，問題的處理修復(fù)工作的開展一方面需要找到軸承振大的原因分析其影響因素，另一方面，則是需要對汽輪機組的生產(chǎn)工作進行優(yōu)化，通過具有針對性、科學(xué)性的技術(shù)手段融入來保障汽輪機組的安全可靠運行。鑒于此，本文對大型火電廠汽輪機軸承振大原因分析及處理措施進行分析，以供參考。

1汽輪機概述

汽輪機的運行形式表現(xiàn)在經(jīng)過高壓和高溫的蒸汽穿過固定噴嘴，從而形成一定的加速氣流，這類氣流在噴射到葉片位置后就推動葉片一步步旋轉(zhuǎn)起來，并且還能向外做功，這就使得汽輪機獲得了蒸汽透平發(fā)動機的名稱，它屬于一種帶有旋轉(zhuǎn)式特征的動力裝置，該設(shè)備被廣泛運用在火力發(fā)電、化學(xué)、冶金等不同的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)。和國際上汽輪機的發(fā)展情況相比，國內(nèi)汽輪機發(fā)展的起步時間較晚，這就要求相關(guān)部門安排專門的檢修工作者對有關(guān)技術(shù)工藝進行持續(xù)的創(chuàng)新。而汽輪機的運行原理不同，其具體分類也各有差異，形成了按照設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作原理、使用性能及熱力水平等不同標(biāo)準(zhǔn)進行分類的慣例。

2大型火電廠汽輪機軸承振大的原因分析

2.1汽輪機的非正常運行

大型火電廠汽輪機在設(shè)備運行過程中出現(xiàn)軸承振大的原因，主要是由于汽輪機的非正常運行所導(dǎo)致，一方面是當(dāng)汽輪機在運行處于不平衡負荷狀態(tài)時汽輪機中含有一定的負序電流分量，這容易造成軸承運轉(zhuǎn)電壓偏離理想狀態(tài)進而導(dǎo)致軸承在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)振動和損耗。另一方面，則是由于汽輪機轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)時電樞電流會引起轉(zhuǎn)子的倍頻轉(zhuǎn)矩脈振，雖然能夠通過在定子鐵芯采取一定的隔振處理，但由轉(zhuǎn)子帶來的不穩(wěn)定電流依然會導(dǎo)致汽輪機的非正常運行。

2.2設(shè)備運行引起軸承摩擦振動

機械設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中摩擦現(xiàn)象不可避免，對于摩擦問題，如果不采取有效的優(yōu)化處理措施則會對設(shè)備帶來巨大的損耗。在火電廠的汽輪機中，由摩擦振動引起的機組軸承振動加劇主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)子與軸承的摩擦、機組急停摩擦及轉(zhuǎn)子摩擦三個方面。在轉(zhuǎn)子與軸承的摩擦上，汽輪機組在運行時隨著區(qū)間波形的分化量增大，波形出現(xiàn)“削頂”不規(guī)則的軸承運轉(zhuǎn)會導(dǎo)致其振動加大。在機組急停產(chǎn)生的摩擦中，由于火電廠的生產(chǎn)過程極不穩(wěn)定，當(dāng)出現(xiàn)危及人身安全或者設(shè)備參數(shù)異常時造成機組設(shè)備急停的情況出現(xiàn)，機組緊急停車會在軸承間產(chǎn)生較大的慣性扭轉(zhuǎn)力使得軸承產(chǎn)生逆向轉(zhuǎn)動，軸承速度方向的變化會對機組帶來巨大的抖動。而在轉(zhuǎn)子自身產(chǎn)生的摩擦中，由于蒸汽通道中氣壓差的出現(xiàn)使得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動受到不平衡力的影響進而造成機組軸承振動加劇的情況出現(xiàn)。

2.3軸封供氣壓力變化的影響

軸封是保證汽輪機高速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，通常選擇金屬材質(zhì)的高壓封片。隨著汽輪機發(fā)電機組運行，軸封供汽的溫度也逐漸升高，供氣壓力相應(yīng)發(fā)生變化，導(dǎo)致高壓封片的壓力變化，封片內(nèi)部供氣壓力和內(nèi)部蒸汽壓力之間的壓力差造成軸承振動加劇。

3汽輪機軸承振動大的處理措施

3.1汽輪機軸承損壞的應(yīng)對策略

對于汽輪機軸承受損這一常見故障，工作人員要采取針對性措施加以處理，進而確保汽輪機的安全運行。首先，要采購質(zhì)量優(yōu)良、性能突出的軸承材料，并且在軸承進入電廠前對其展開質(zhì)量檢驗，判斷其有無開裂、零件受損等問題，如果有則要迅速向有關(guān)部門報告并對其進行更換。在設(shè)備的長期維護管理中，還要加強軸承的防護力度，可把防軸電流裝置配置于軸承結(jié)構(gòu)上，并通過對其周邊溫度的觀察、把控，避免高溫對設(shè)備形成損傷。發(fā)現(xiàn)軸承本身存在老化、磨損等問題，要及時處理或者更換設(shè)備，而完成檢修任務(wù)后要首先對其進行試運行，如果試運行效果良好才能將其正式引入工作系統(tǒng)中，使其發(fā)揮作用。

3.2保證凝汽器實現(xiàn)最佳真空狀態(tài)

想要保證電廠汽輪機的正常運行需要一個特定的條件，就是使凝汽器保持在真空狀態(tài)下，想要使其處在真空狀態(tài)下員工需要注意做好以下幾方面的工作，第一是工作人員要認真對待凝汽器的工作，保證在全方位封閉的情況下進行檢查，以免出現(xiàn)泄露情況，打破其真空性;第二是工作人員要實時對水泵進行檢查，并且控制好水溫，一般情況下，水溫大概要控制在二十六攝氏度之下，如若發(fā)現(xiàn)問題及時進行處理，從而保證水泵的正常運行;第三是保證循環(huán)水能夠達到標(biāo)準(zhǔn)，這需要實時監(jiān)督其工作狀態(tài)，確保水中無雜質(zhì)方可提升工作質(zhì)量與效率;第四是做好水位的控制工作，做到以上幾點，不僅能夠提高汽輪機的工作效率，還能夠在一定程度上減少煤炭資源的浪費。

3.3加強對運行中軸封監(jiān)視和調(diào)整

汽輪機中的軸封自動裝置能夠有效提高軸承運轉(zhuǎn)效率，并且能夠給軸承運轉(zhuǎn)提供密閉的環(huán)境，避免空氣流入使軸承發(fā)生不規(guī)則振動，軸封自動裝置是依靠自動化技術(shù)對軸承密封腔進行監(jiān)控，汽輪機運行操作人員可以通過對軸封裝置的自動化監(jiān)視器對軸承的運轉(zhuǎn)情況進行動態(tài)了解，當(dāng)軸承發(fā)生異常振動時，可以通過調(diào)節(jié)軸封裝置內(nèi)外壓力差降低軸承振動。在汽輪機實際的運行過程中，運行操作人員往往會淡化對軸封裝置的監(jiān)視，只有自動化設(shè)備發(fā)出警告后才進行相應(yīng)調(diào)整，因此，強調(diào)設(shè)備運行操作人員對軸封裝置的監(jiān)視和調(diào)整工作，使軸承異常問題出現(xiàn)的第一時間就展開相應(yīng)的參數(shù)調(diào)節(jié)，這樣才能夠保障汽輪機運行的穩(wěn)定可靠。

3.4其他處理方式

為避免軸承振動，做好汽輪機的啟動前工作尤為重要，啟動前要對蒸汽系統(tǒng)、疏水系統(tǒng)、油系統(tǒng)等認真逐個檢查，確保每個系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài);工作人員還應(yīng)熟悉汽輪機機組的工作原理、摩擦原理，提高技術(shù)檢查的責(zé)任心，對設(shè)備定期檢查、維護，加強業(yè)務(wù)知識的培訓(xùn)，增強分析解決問題的能力。

結(jié)束語

綜上所述，為了提升汽輪機發(fā)電機組的可靠性，降低故障發(fā)生率，需要對汽輪機軸承振動大的原因進行分析，探討影響汽輪機軸承振動大的原因，提出改進的措施，以提升汽輪機軸承運行的可靠性，延長汽輪機軸承使用壽命。

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