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汽轮机异常振动的分析和治理王海

发表时间：2020/10/19 来源：《基层建设》2020年第19期作者：王海

[导读] 摘要：我国电力行业的发展关系到我国整体经济的发展速度和发展方向，一直以来我国大力发展，改革创新。

        身份证号：23020619780630xxxx
        摘要：我国电力行业的发展关系到我国整体经济的发展速度和发展方向，一直以来我国大力发展，改革创新。目前，电力工业发展迅速，能源工业发展最快的是热能。因此，需要对火电厂的发电设备进行定期监测和维护。在机械运行中，防止振动是不可能的，只要振幅不超过一定范围，即可接受。但由于各种原因，汽轮机的振动可能超过一定范围，对汽轮机有害，损坏发动机。
        关键词：汽轮机；异常振动；分析和治理
        引言
        近年来，我国对于能源的需求与日俱增，尤其是电能的需求。汽轮机是火电厂的核心设备，是发电系统中关键的组成部分，主要部件有气缸、转子、联轴器等，为高速旋转机械。机组的正常运行除了能确保电力生产单位正常供电外，还能保障从业人员的人身安全。因此，加强机组的振动故障监测和诊断，对保障汽轮机的安全使用有着重要意义。
        1振动故障
        汽轮机在运转中容易发生振动故障，该故障往往却是最容易被忽视的问题。振动发生的情况很复杂，也有多种原因引起振动，但是在大多数情况下是由于质量不平衡引起的。要想及时解决振动故障，首先应找出发生振动的原因，我国汽轮机发生异常振动的主要原因有转子轴心失衡，固定螺丝松动等情况。低频次的振动是由于轴承的油膜自激，引发与转子间的间隙，在运转中产生振动。除此之外，还要观察是不是由于机械零件老化、摩擦严重或是汽轮机轮子预热变形等情况产生的异常振动。
        2汽轮机异常振动带来的危害
        若汽轮机在日常运行过程中出现了异常振动问题，不仅会给整个生产系统带来巨大的安全隐患，同时也有可能迫使整条生产线停产，从而影响企业的工作进度，会带来不可预计的经济损失。例如，汽轮机的异常振动会导致轴封磨损，破坏密封作用，使水分混入到轴系润滑油中。一旦油膜被破坏，就会融化轴瓦乌金，加大漏气损失，会影响到整个汽轮机组的经济性能。汽轮机的异常振动会导致隔板汽封磨损，增大级间漏汽，同时加大转子的轴向力，继而引发推力瓦乌金发生熔化。汽轮机的异常振动会导致滑销系统出现严重磨损问题，进而影响整个汽轮机组正常的热膨胀，会引发更为严重的运行故障。汽轮机的异常振动会导致发电机的励磁机部件出现松动、损坏等问题，会威胁到整个汽轮机组的安全稳定运行。汽轮机的振动问题本身就是一个相对复杂的情况，要想切实有效解决异常振动问题，就必须要认清汽轮机异常振动带来的危害以及引发汽轮机异常振动的实际原因和表现形式，并进行深入研究和总结，以保证汽轮机的运行安全。
        3汽轮机振动故障处理措施
        3.1提升维护人员职业素养
        提升维护人员的职业素质，提升对汽轮机的维护技能掌握，是保证汽轮机良好运行的重要条件之一，也是提高汽轮机维修效率的保证。因此，在正常工作中，还应重视对维护人员的职业技能的培训，对汽轮机的常见故障和功能特点、结构分布等基本情况进行掌握和定期的维护检测。从实践工作中提升维护人员的职业素养，在故障发生时能够及时处理并排除其他故障，掌握基本的维护技能的同时还能简单的对汽轮机机体本身进行维修和检测。在维护人员达到基本维护要求时，还应对其进行考核和评价，加强对维护人员的管理，是对职业技能的检验，同时也是对汽轮机运转和电厂经济效益的保证。
        3.2轴承箱及通流部分调整

        图1 排汽侧油封与转子位置示意（左）与转子与外汽缸轴向定位
        检修思路为首先调整转子在轴系中的位置，再精确调整外汽缸位置，最终目的为在尽可能不影响机组对中的情况下首先保证外汽缸与转子的相对位置，使汽轮机通流部分间隙均匀以保证运行时工况良好。转子在轴系中的位置由机组安装时各轴间距设计参数保证。根据齿轮箱与进汽端联轴器端面间距排汽端联轴器端面间距可基本确定转子轴向位置，由于推力盘位置的限制可以将推力瓦一侧轴承箱（进汽端轴承箱）的轴向位置随转子的位置而确定。排汽侧轴承箱轴向位置则可根据安装时油封斜口与转子的位置S（见图1）而确定，以保证盘车挂钩与盘车齿不发生碰摩。两侧轴承箱的径向位置则可通过两侧联轴器端面径向对中情况来确定。
        3.3做好汽轮机异常振动的检修
        在汽轮机机组当中，如果相关的振动源是汽轮机的叶片，那么工作人员需要考虑是否由汽轮机辅机当中所产生的气流紊乱现象，导致其叶片的受力不够均匀。对此，工作人员需要对其运行参数进行调整，从而防止汽轮机辅机再次出现异常振动。而如果是由于汽轮机辅机当中产生了机械摩擦，进而引起了异常振动，那么工作人员可以对碰摩情况进行观察，并通过将转速降低，观察气封齿碰摩对转子所产生的振动影响。如果异常振动现象消除，那么工作人员可以将转速适当增加并继续观察异常振动情况，一直到异常振动彻底消失，工作人员则可以将其恢复到正常速度进行运行。而如果汽轮机辅机所出现的异常振动没有得到消除，工作人员需要采取停机检查的方式，对其碰摩处进行有效的分析，并采取相应的对策进行处理和修复。
        3.4汽轮机冷态启动振动异常
        造成振动故障的主要因素：一是暖机时长少；二是胀差过大。汽轮机的转子、气缸等部件在动态与静态交变过程中有较大区别，如热交换条件、轴向形成的膨胀等因素。而其中的轴向形成的膨胀主要是指发生相对膨胀情况，又称为胀差。胀差的大小变化导致了机组轴向动静间隙的动态变化。所以为全面预防轴向间隙的摩擦，一是要增加胀差的监测力度；二是需要提高操作人员思想认识和技能水平。在汽轮机冷态启动过程中，需要高度监控高、低速阶段过程中的操作，即在低速阶段要完成听音、提高在高速阶段汽轮机振动故障的注意力。其次，由于气缸温度相对较低，在汽轮机冲转定速以后，要充分考虑转子与气缸之间的实际胀差，进而可以有效的控制进汽量以及进汽温度。
        3.5蒸汽流振动故障的产生
        处理气流引起的异常振动非常困难。一般来说，为提高处理误差的能力和误差响应措施的质量，有必要深入分析和研究汽轮机的振动现象和强度。必须编制至少1年的振动和运行数据，使其成为数据曲线。分析数据曲线的变化和幅度，最终确定气流强度的分布。降低负荷变化速度，避免负荷变化过快导致汽流异常产生振动。
        3.6安装振动保护装置
        振动保护装置是由汽轮机振动监控系统、保护系统、信号报警系统组合而成的一种保护汽轮机安全稳定运行的重要设备。这种振动保护装置与测量装置相似，当振动超过临界值时都可以发出报警信号，而不同点在于保护装置能够发出脉冲信号驱动保护控制电路，使其能够自动关闭主汽门，以达到紧急停机的目的。近年来，随着汽轮机组容量的不断加大，安装测量与保护装置的重要性也越来越突出。为此，在今后的工作中，还要加强对安全监视与保护装置动作准确性的研究工作，使保护动作能够更加科学、可靠。
        结语
        引起汽轮机振动的因素很多，几乎所有误差都会反映在汽轮机振动的不同程度。正常操作中不可避免地会出现振动误差。只有采取有效措施，降低汽轮机振动的发生频率。因此，要加强维护管理，做好检查工作，消除振动隐患，减少汽轮机设备因问题引起的损坏，解决问题，确保设备稳定安全使用。
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