汽輪機震動的原因及處理措施分析

汽輪機震動的原因及處理措施分析摘要：汽輪機發(fā)電系統(tǒng)是熱電廠最重要的設(shè)備，若汽輪機震動幅度超過了規(guī)定的范圍，則會對機組產(chǎn)生一定的損害和不良影響。本文針對汽輪機震動原因以及震動危害進行了分析，在解決汽輪機震動方面提出了相應(yīng)的處理措施，以此給汽輪機運行的穩(wěn)定性提供保障。關(guān)鍵詞：汽輪機震動；轉(zhuǎn)子；汽輪機組引言：汽輪機的工作原理就是將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，目前在我國熱電廠中汽輪機仍被廣泛應(yīng)用，但是在實際的應(yīng)用過程中，由于轉(zhuǎn)動裝置無法保持絕對的平衡，在工作過程中很容易發(fā)生震動。特別如果汽輪機中的零件出現(xiàn)了共振現(xiàn)象，這會增大零件所受的動應(yīng)力，導(dǎo)致零件出現(xiàn)疲勞損壞現(xiàn)象。1汽輪機組常見震動的原因分析1.1汽輪機自身的原因汽輪機常見的震動原因中自身原因是主要原因：(1)汽輪機轉(zhuǎn)動不平衡；(2)汽輪機轉(zhuǎn)子對中較差；(3)汽輪機的轉(zhuǎn)動零件整體平衡性較差，或是在安裝的過程中就存在質(zhì)量問題；(4)汽輪機的受熱機組在安裝過程中存在一定的問題，特別是冷態(tài)安裝過程中，工作人員并沒有考慮到汽輪機在熱態(tài)工作狀況下的熱變形與熱膨脹現(xiàn)象，這就導(dǎo)致如果汽輪機組受熱時就會出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，進而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)彎曲轉(zhuǎn)動平衡被破壞；(5)汽輪機中部分配件的尺寸不符合汽輪機的標(biāo)準(zhǔn)要求，比如軸封片與軸頸之間的尺寸配比不合適，導(dǎo)致配合過緊，在受熱的時候，軸頸和密封片之間產(chǎn)生摩擦引發(fā)震動現(xiàn)象；(6)瓦殼在軸承座中存在松動現(xiàn)象[1]；(7)汽輪機的軸承存在缺陷；(8)汽輪機軸承的動態(tài)性能較差，特別是在半速渦動或者是油膜震蕩引發(fā)的震動，這些都會影響汽輪機的正常運行；(9)汽輪機的整體基礎(chǔ)設(shè)施存在嚴(yán)重的不規(guī)范現(xiàn)象，或者是出現(xiàn)了基礎(chǔ)下沉這些都會導(dǎo)致汽輪機出震動。2運行方面的原因1.2.1運行時機組旋轉(zhuǎn)中心偏離引發(fā)震動(1)在啟動汽輪機的過程中，若暖氣時間不足、提升速度過快或者是出現(xiàn)負(fù)載增加的情況，都會引發(fā)氣缸熱膨脹，系統(tǒng)無法均勻調(diào)節(jié)，從而導(dǎo)致汽缸無法實現(xiàn)自由膨脹，轉(zhuǎn)子與氣缸出現(xiàn)變形現(xiàn)象，引發(fā)汽輪機運行時震動。(2)汽輪機在運行時若出現(xiàn)真空下降的現(xiàn)象，會增加排氣的溫度，同時機組后軸輪會抬高，最后使得機組旋轉(zhuǎn)中心出現(xiàn)偏差產(chǎn)生震動。(3)汽輪機大修之后，在安裝汽輪機靠背輪時沒有對準(zhǔn)中心位置，使得汽輪機在運行的過程中產(chǎn)生震動，與此同時，震動會隨著負(fù)荷的增加不斷增大。(4)汽輪機在實際的工作過程中，由于進氣的溫度過高會導(dǎo)致汽輪機的機組出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，這種熱膨脹會使得軸封進一步升高，在這種情況下，軸向會出現(xiàn)位移從而引發(fā)震動。1.2.2運行時轉(zhuǎn)子動平衡偏差引發(fā)震動(1)汽輪機在運行的過程中，如果葉片出現(xiàn)了折斷，那么就可能會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子無法正常工作，或者是出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)不平衡的現(xiàn)象。在這種情況下，汽輪機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中會出現(xiàn)較強的離心作用力，這些都是導(dǎo)致汽輪機轉(zhuǎn)子出現(xiàn)振動的主要原因。(2)汽輪機轉(zhuǎn)子的彈性彎曲也是使汽輪機出現(xiàn)振動的原因之一，轉(zhuǎn)子的彈性彎曲使得旋轉(zhuǎn)出現(xiàn)不平衡，這種現(xiàn)象與轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡而導(dǎo)致的震動非常相似，但是其振動方向卻是軸向振動與質(zhì)量引起的振動在此處不同，等到其達到臨界轉(zhuǎn)速時振動的幅度也是最大的。(3)汽輪機的軸承油膜被破壞時，也會引發(fā)一定的震動。因為如果軸承的油膜被破壞，就會導(dǎo)致軸瓦表面的鎢合金發(fā)生融化，使得軸受熱面出現(xiàn)彎曲的現(xiàn)象，進一步導(dǎo)致機組震動更加強烈[2]。(4)汽輪機在旋轉(zhuǎn)過程中，其部件與之間的摩擦導(dǎo)致機組出現(xiàn)震動，例如燃?xì)鈾C的葉片和導(dǎo)向葉片之間的摩擦，導(dǎo)致葉片發(fā)生變形，隔板彎曲等都是由摩擦而引起的震動。(5)汽輪機在工作過程中，部分水蒸氣會進入到氣缸內(nèi)造成水沖擊現(xiàn)象，這就會使得轉(zhuǎn)子的軸向力進一步加大，轉(zhuǎn)子也就會發(fā)生震動。2汽輪機組震動的危害對于熱電廠的日常生產(chǎn)工作來說，一輪基礎(chǔ)是最重要的基礎(chǔ)設(shè)備，如果在工作過程中汽輪機組出現(xiàn)了嚴(yán)重的震動，超出了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，那么就會導(dǎo)致整個電廠的運行系統(tǒng)受到嚴(yán)重影響。以下是汽輪機組出現(xiàn)震動的危害：2.1導(dǎo)致轉(zhuǎn)子軸封出現(xiàn)嚴(yán)重磨損如果汽輪機機組在運行過程中出現(xiàn)較為嚴(yán)重的震動，就會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的端部軸承出現(xiàn)更加嚴(yán)重的磨損，這樣就會使得電機組的整體氣密性受到嚴(yán)重影響，甚至?xí)沟玫蛪簞傔M入空氣出現(xiàn)嚴(yán)重的故障問題。如果汽輪機組的密封性被破壞，而工作人員沒有發(fā)現(xiàn)這種情況，并及時采取措施進行控制時，就會導(dǎo)致汽輪機組的高壓端密封出現(xiàn)狀況甚至發(fā)生泄漏，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子高溫受熱，從而發(fā)生彎曲。這樣不但會損壞基礎(chǔ)的軸系表面潤滑膜，而且會在很大程度上影響軸系的潤滑效果，同時由于密封被破壞，也會導(dǎo)致基礎(chǔ)的機械效率大大下降，出現(xiàn)嚴(yán)重的能源浪費。2.2導(dǎo)致隔板之間氣封磨損汽輪機出現(xiàn)震動會導(dǎo)致隔板之間的氣隙會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的磨損，這樣會導(dǎo)致整個機組出現(xiàn)更為嚴(yán)重的漏氣現(xiàn)象，進一步導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的軸向力增大，從而使得推力瓦受力更加嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)鎢合金融化的現(xiàn)象。2.3影響熱電廠經(jīng)濟性能汽輪機主要是通過“熱能——機械能——電能”的形式發(fā)電，所以，在熱能越高的情況下，發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率也隨之增加，，然而在汽輪機運行的過程中，由于氣氛的間隙不斷汽輪機，整體的熱效率就高，但是如果出現(xiàn)漏氣問題就會降低其熱效率。而汽輪機的氣氛間隙大小與機組的震動狀況有著非常緊密的聯(lián)系，如果發(fā)生較為強烈的震動就會導(dǎo)致間隙大大增加，降低了機組整體的熱效率。2.4導(dǎo)致整體設(shè)備存在嚴(yán)重故障如果汽輪機在運行過程中震動過大的話，就會導(dǎo)致機組上的儀表以及傳感器設(shè)備都無法正常工作，甚至在運行時產(chǎn)生錯誤信號，使得汽輪機后續(xù)運行發(fā)生非常嚴(yán)重的故障。不僅如此，若發(fā)電機轉(zhuǎn)子在強烈震動狀況下運行，會出現(xiàn)絕緣損壞，從而導(dǎo)致機組溫度大幅度增加，高溫情況會使得繞組發(fā)生短路，嚴(yán)重的話還會導(dǎo)致汽輪機整體機組報廢。對于汽輪機維修而言，汽輪機震動是難度系數(shù)最高的一種故障問題，導(dǎo)致汽輪機震動的因素有很多，因此，工作人員在進行檢修的過程中必須尋找到機組震動的故障原因并對其進行分析，有針對性地制定優(yōu)化改進措施。3處理汽輪機組震動的具體措施3.1投入使用之前進行震動測試在安裝了新的汽輪機后，工作人員必須經(jīng)過運行測試以及震動測試后才能夠安排后續(xù)的應(yīng)用。如果在測試的過程中發(fā)現(xiàn)震動值超出了標(biāo)準(zhǔn)，那么就需要進行全面檢查，尋找出震動原因并進行優(yōu)化，將震動降低在合適的范圍內(nèi)，才能夠投入到后續(xù)的使用。3.2制定科學(xué)完善的檢測體系安裝震動動檢測裝置可以對汽輪機組運行時震動的情況進行監(jiān)控，若震動幅值不符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，震動檢測裝置就會發(fā)出警報，工作人員在收到警報信息之后，需要馬上采取措施進行處理，防止設(shè)備運行出現(xiàn)嚴(yán)重故障。同時工作人員還要加強對于震動的監(jiān)控管理力度，只要震動幅值超出了規(guī)定值的，防止故障擴散。3.3安裝傳感器實施檢測工作技術(shù)人員可以選擇在汽輪機經(jīng)常發(fā)生震動的位置，安裝傳感器來對震動進行檢測，這樣汽輪機在運行過程中如果發(fā)生了震動，那么技術(shù)人員就可以立馬得知，并根據(jù)傳感器所發(fā)出的信號來判定機組的運行狀況。同時工作人員還可以根據(jù)傳感器所采集的信號來加強對于運行設(shè)備的控制，優(yōu)化機組的自動化控制。4結(jié)語綜上所述，熱電廠在生產(chǎn)過程中，汽輪機如果發(fā)生震動會影響到整個生產(chǎn)過程，降低機組的使用壽命，甚至?xí)绊懙焦╇?，造成汽輪機報廢。因此在日常的生產(chǎn)過程中，管理人員必須加強對于汽輪機的管理，針對汽輪機震動的原因進行分析，并采取科學(xué)有效的處理措施。在接收新設(shè)備之前，需要對整個基礎(chǔ)進行震動測試，確保其符合標(biāo)準(zhǔn)要求后，才能夠裝機使用，在運行過程中針對汽輪機的震動狀況要實施動態(tài)化的檢測，根據(jù)