有關汽輪機振動的原因及應對舉措的分析

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1 引言

工業應用中,常用汽輪機作為大型風機和壓縮機的驅動設備,此汽輪機相對于大型電廠汽輪機而言,運行功率低。但目前隨著風機和壓縮機的裝載量不斷增加,其運行功率也提升較高,因此工業汽輪機的結構也進行了提升,伴隨著汽輪機結構復雜化、運行環境多樣化,容易出現汽輪機的振動異常,對汽輪機的運行狀態和效率產生影響,進而影響整個體系的正常運行,本文主要針對汽輪機振動的異常情況進行分析,并采取應對措施改善振動異常。

2 汽輪機振動的類型及產生原因

汽輪機的振動主要指的是汽輪機在具體的運行過程當中出現偏離的現象,同時需要對偏離的程度做出一個合理的把控,并且將這個偏離的程度控制一個合理的范圍之內,只有保障偏離度的合理才能保障汽輪機的良好的運行,如果偏離的度超過一定的范圍就會對汽輪機的正常運行運行產生十分不良的影響。汽輪機產生的異常振動不僅會影響內部設備零件的正常運行,同時還會加劇零件之間的摩擦與老化。汽輪機的振動主要由以下的因素產生：

2.1 油膜振動 汽輪機的振動由很多的因素造成,一個是油膜的振動,導致油膜產生振動的主要原因就是轉子的不平衡運行。在汽輪機正常運行的過程中,如果轉子自身的運行卻無法保證平衡很容易就會導致油膜出現振動的現象。轉子的不平衡轉動一般與渦流的頻率有關,如果渦流的頻率過快,達到與轉子同一數量級時,會在腔體內產生較為嚴重的渦流,加劇轉子的不平衡轉動,造成動能和位能的相互轉化,產生汽輪機振動。

2.2 轉子變形 汽輪機的振動除了這幾個方面以外還有一個十分重要的原因就是轉子出現變形,其變形會導致汽輪機的運行出現不平衡的現象。在汽輪機具體運轉的過程中,長期在高溫高壓的環境下進行運行會造成轉子產生一定的變形問題,同時轉子之間在運行的過程中會出現貼合度差的現象,進而出現振動。另外,汽輪機長時間運行時,其密封條件也會下降,造成環境水分過多進入汽輪機內,水分的存在會加劇轉子在高溫條件下變形情況,使得汽輪機產生振動。

2.3 摩擦振動 轉子在其他力的作用的過程中常常會導致材質出現一定程度的變形,同時在這個過程中會導致相關的零件出現摩擦。由于轉子轉動常常會受到一定的沖擊,因此會出現一些其他的頻波,這些都是一些高頻分量的。汽輪機出現摩擦的問題之間,轉子轉動的幅度會有一些波動性,同時一些數值也會產生遷移,造成轉子取法正常的在區間內進行轉動。

3 汽輪機異常振動分析

(1)汽輪機振動診斷分析。汽輪機振動產生的原因多種多樣,需要對振動產生的原因進行準確判斷,才能及時快速的處理異常。神經網絡算法具有較強的魯棒性,能夠快速、簡便的處理復雜的問題。可以在振動原因分析中引入神經網絡算法,首先建立數學模型和神經網絡的相關參數設置,并根據之前的相關數據完成自學習。在汽輪機的相應的位置安裝信號收集裝置,如果汽輪機出現振動時,可以分析不同位置信號的特點,利用神經網絡和數學模型分析計算,分析此振動屬于哪種異常類型,可以助于快速解決問題。

(2)汽輪機振動應對措施。根據分析,如果汽輪機的振動由于轉子的熱變形引起,需要根據轉子的變形情況決定是否進行轉子更換,一般而言,出現熱變形的轉子需要進行及時更換,可以從根本上解決振動。同時,在汽輪機保養過程中,要關注汽輪機內部是否存在摩擦聲音,及時發現問題、解決問題,避免造成更嚴重的運行故障。此外,汽輪機在運行過程中如果油膜出現損害就很容易對轉子的運行產生一定的影響,因此需要結合實際運行來選擇粘度較為合適的潤滑油,這樣能夠避免油膜在運行過程中出現的破壞問題。對于信號傳感器以及汽輪機的監控問題需要及時對相關的運行情況進行判斷,這樣能夠及時的發現相關故障并解決。

4 汽輪機振動的預防

汽輪機在具體的運行過程當中一旦相關的設備運行出現異常可以結合實際情況來對汽輪機的轉速進行降低,如果能夠通過降低轉速的方式減小振動的情況,則表明系統內無明顯的故障。相反,如果降低負荷不能改善振動,則需要進行停機處理,排查相關的原因,避免產生更為嚴重的故障。在汽輪機進行安裝與具體的保養的過程當中應當將汽輪機的主要的轉動的相關部分以及固定的一些部分進行檢測,一旦出現一些具體的問題的時候就要及時的找出問題并且解決問題。汽輪機在生產的過程匯總需要分別進行平衡測試,一個是高速測試另一個就是低速測試。安裝過程中需要嚴格控制精密度,避免密封部分出現漏氣情況,同時確保軸瓦尺寸符合要求,避免出現瓦口間隙、瓦頂間隙。瓦頂緊力以及相關的瓦墊等等與洼窩的接受的程度都會影響汽輪機的運行,一旦出現異常就會產生振動,需要做好格外的關注。

5 結語

通過本文的分析,可以明確汽輪機的振動主要由于轉子變形、油膜破壞及體系內的摩擦引起,在汽輪機出現振動故障時,要能快速找到故障的發生部位和產生原因,及時快速解決故障,保證汽輪機的正常運行。通過采取傳感器對汽輪機運行狀態進行監控,對運行數據進行模型分析,可以快速發現故障并解決故障,從而避免更大故障的發生,保證汽輪機的平穩運行。