影响汽轮发电机组振动的原因分析

发表时间:2020/12/7   来源:《中国电业》2020年7月20期   作者:李文通 贾斌
[导读] 汽轮发电机组产生振动的因素有很多,其对整个机组的运行都会产生一定的影响,对此,必须引起足够的重视
        李文通 贾斌
        内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克前旗上海庙经济开发区  内蒙古自治区鄂尔多斯市  016200
        摘要:汽轮发电机组产生振动的因素有很多,其对整个机组的运行都会产生一定的影响,对此,必须引起足够的重视,本文就针对引起汽轮发电机组振动的原因及应对措施进行分析。
        关键词:汽轮发电机组;振动;影响原因
        汽轮发电机组轴承振动的大小直接关系到机组能否安全运行,而对于发电厂来说安全运行能带来最大的经济效益。引起汽轮发电机组轴承振动过大或者异常的原因有很多,既有设计制造方面的原因;也有运行方面的原因;还有安装和检修等方面的原因。下面就这几个影响原因分别进行一个简单的介绍。
一、汽轮发电机振动带来的危害
        1、固件松动或者断裂
        由于使用过程的磨损或者维修保养不当,汽轮发电机机组的部分固件会发生松动及断裂情况,如果此时不采取一定的措施,就会连带其他机组发生振动,从而使相关部件及连接部位变得脆弱,降低了使其使用年限。如果该现象比较严重,就会在零件的各个部件之间以及金属和焊缝之间出现疲劳损坏区,长此以往,就会产生大面积损坏区,不仅影响整个机组的使用,而且还可能会出现报废情况。
        2、厂房的的损坏
        比上述情况更为严重的冲击立式水轮机组共振,会发生机组设备与厂房共振的现象,使其在运转过程中对厂房建筑及附近相关机组造成影响,而且也会使得汽轮发电机的振动机组旋转部分发生更剧烈的摩擦。
        二、汽轮发电机组的安装和检修方面
        根据我国的汽轮机发电机组的整体现状来看,能够引起汽轮发电机组的振动的主要因素是机组在安装过程中操作不当或者检修过程中的工艺质量问题居多,我们现在就针对现场的安装和检修情况来能够引起汽轮发电机组的轴承振动过大情况,下面重点介绍对机组振动有明显影响的几个因素。
        (1)选择正确的轴承标高。汽轮机与发电机转子之间的关键部位是轴承的链接,但是在汽轮发电机组维修和安装过程中要严格根据厂家的技术标准进行操作,在不同的安装现场会出现不同的状况要根据实际情况进行调整,要有针对性的对汽轮发电机组轴承安装策略。
        (2)充分考虑轴承自身特性。由于轴承本身的特性对汽轮发电机组的振动的影响还是很大的,例如现轴瓦的紧力、顶隙和连接刚度等。由于轴承的稳定性的好坏会直接影响到整个汽轮机发电机机组的稳定性,同时轴瓦紧力和顶隙也会是整个汽轮机发电机机组的振动超标。轴承的刚度同样影响着汽轮机发电机组的振动大小,因此要做好轴承刚度的选择。
        (3)做好机组中心的管理工作。汽轮发电机组中心主要组成设备有转子与汽缸或静子的同心度、支撑转子各轴承的标高、轴系连接的同心度和平直度这些内容组成。所以我们要从这些因素上去考虑和分析,严格按照标准去设计和安装,做到每个部件之间可能会引起汽流激振、电磁激振和动静碰磨情况的处理方法和应急对策。
        (4)滑销系统引起的机组振动。汽轮机发电机组负荷受热后都要产生膨胀这种膨胀会使滑销系统卡涩,滑销系统也是引发机组膨胀的因素治理,所以我们要在考虑到整个机组的稳定性就要严格控制滑销系统的膨胀情况发生。
        (5)控制动静间隙。汽轮机组转子与汽缸之间的间隙直接影响着汽轮机内效率和真空,这种间隙大小可能会引起蒸汽外漏或者空气内漏,当发电机转子与静子之间的间隙过大时同样会影响发电机的效率,我们要严格控制转子与汽缸之间的间隙来确保机组的稳定性。
        (6)转子结垢导致机组振动。除垢是汽轮发电机组在大修期间应该保证除垢方法的正确性,一般情况下首先要对汽轮机叶片上的结垢进行清理,针对整个转子都要进行除垢要注意避免新的质量不平衡情况产生,这种现象可能会在转子上产生我们要时刻注意。
        (7)保持转子中心孔的清洁。

大部分的汽轮发电机转子的轴承都是中心孔的结构两端用堵头封堵,当我们队汽轮机发电机组进行维修的时候由于操作不当会把异物如括油、水等不慎进入轴承的中心孔,当维修结束后汽轮机发电机组进行开机时,机组有可能会出现振动异常的现象出现,因此我们在检修或维修过程中一定要保持转子中心孔
的清洁。
        (8)控制活动部件。汽轮发电机组的机构非常缜密,在设备维修或检修期间出现活动部件,在维修或检修结束后进行恢复和开机状态下由于汽轮机发电机组中如果存留的活动部件就会在汽流的冲击下撞伤甚至损坏汽轮机叶片,这样不但会引发汽轮机组的振动产生从而造成严重的事故,这种情况会对机组振动的诊断带来困难,因此我们在检修或维修过程中一定要避免发电机组内有活动部件的存在情况。
三、汽轮发电机组的振动大的原因
        1、机组膨胀
        当滑销系统本身不存在问题时,如果运行人员操作不当,机组也会出现膨胀不均的问题。最明显的例子是在启机过程中,当机组的暖机时间不够或者升速过快,则机组各部分的膨胀不一样,这样一方面会产生应力,减少机组的寿命;另一方面就会引起过大的差别膨胀,从而影响机组的开机过程。当机组的膨胀不充分时,极易引起机组的振动和动静碰磨。
        2、润滑油温
        轴颈在轴瓦内的稳定性如何,决定了机组诱发振动的可能性有多大,当稳定性太差时,外界因素的变化很容易引起机组振动的产生。而润滑油在轴瓦内形成的油膜如何,又是影响转子稳定性的一个重要因素,油膜的形成除了与轴承乌金有关外,还有一个重要因素就是润滑油油温,润滑油油温应该在一个合理的范围内,过高过低都对油膜的形成不利。
        3、机组真空和排汽缸温度
        机组真空和排汽缸温度总是相辅相成的,其中一个因素的变化必然引起另一个因素的改变。对于轴承座坐落在排汽缸上的机组来说,排汽缸温度的变化主要表现在对轴承坐标高的影响上,所以会对机组的振动产生影响。
        辅机设备应掌握其性能特征,把握住参数变化及数据要求:冷却循环水质差,凝汽器铜管内表面积垢,使得换热系统减少,换热效果差,尾气不能得到很好的冷却,凝汽器密封性差,射水抽汽器密封不好,起不到抽汽作用,都会引起真空的变化也是产生振动的一个因素。铜管结垢要及时清理,清理的方法很多,一般电厂是半面运行半面清扫,方法是用与铜管内径差不多的钢管刷加带水皮管来回移动,去除垢层达到除垢目的。
        4、发电机转子电流
        当电流通过发电机转子时会产生热量,这部分热量就要会使发电机转子产生膨胀,当发电机本身存在一定量的质量不平衡时,由于膨胀会使该不平衡量产生的力矩发生改变,从而引起机组的振动变化;当发电机自身存在膨胀不均时,即使冷态情况下质量平衡较好,也会由于膨胀的不均匀性产生动态的质量不平衡,而这一质量不平衡在发电机转子恢复到冷态时也会随之消失。
        5、断叶片
        当汽轮机发生断叶片时,转子的质量分布明显发生改变,因此机组的振动会发生明显的变化,这种情况在现场有时可能不会被察觉,因为振动的变化既包括振动大小的变化也包括振动相位的变化,而现场大多数仪表只能监视振动大小的变化。为了尽量避免断叶片的现象发生,除了在设计制造和安装检修期间采用适当的措施来保证外,运行中在增减机组负荷时应尽量平稳。
结束语
        综上所述,汽轮发电机组振动的原因众多,如果要一一进行分析和处理显得太麻烦,而且效率不高,因此,使用汽轮发电机组振动的保护逻辑设置,可以较为高效的对机组振动进行控制。
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