火电厂汽轮机运行异常振动原因分析与处理措施研究

发表时间:2020/12/14   来源:《中国电业》2020年23期   作者:陈太贵
[导读] 汽轮机的顺畅运行是电厂为人们日常生活提供大量电能的重要保障。但汽轮机在运行中经常出现振
        陈太贵
        四川广安发电有限责任公司四川 广安 638000

        摘要:汽轮机的顺畅运行是电厂为人们日常生活提供大量电能的重要保障。但汽轮机在运行中经常出现振动异常等情况,可能会导致故障出现,影响电厂的持续供电。因此,需要做好对汽轮机振动的监测,从多方面排查造成汽轮机振动异常的因素,结合实际情况做出有效处理。
        关键词:汽轮机;异常震动;处理
        1 引言
        在进行汽轮机检修时,要面对多方面的问题,就像是人工智能方面或者是材料性能方面,随着科技的不断进步,汽轮机的检修也逐渐从人力演变成了如今的科技检修,但是即便如今已经科技普及,但是也不能够完全解决汽轮机所存在的故障问题。为了能够解决这些问题,对于汽轮机的检修技术就应该加大提升力度,将科学技术进行全面的推广,使其能够全面的解决故障问题,让技术诊断得到最大的提升。
        2 汽轮机振动异常监测概述
        火电厂中的设备在调试完成后就可以进入正常工作状态,一旦出现异常问题就会提前发出预警,避免设备发生故障或损坏。由于火电厂的生产环境复杂,可能导致设备发生故障的因素众多,因此,需要在生产过程中进行定期监测。工作人员应该具备一定发现机器问题的经验,比如根据汽轮机的振动声音评判机器是否存在故障问题,通过多次检修后总结的经验,能够及时发现问题并对处理问题提供帮助。检修人员在对汽轮机进行检查时,应检测汽轮机当前工作状态是否与正常工作状态存在差异,对出现的异常情况进行排查和分析,检查机器存在的薄弱环节,最后做出最合理的处理。对汽轮机运行状态的检修,能够降低机器发生故障的概率,也降低了故障维修成本,使汽轮机的使用寿命大大延长。
        3 分析火电厂汽轮机出现异常振动的原因
        3.1 因转子受热弯曲变形而导致异常振动
        汽轮机的转子受热弯曲变形后会导致汽轮机发生异常振动。导致转子受热弯曲变形的因素很多,最主要的是转子散热不良、自身热量过高导致的变形。在汽轮机运行时,冷空气、水汽等进入气缸内,和气缸产生摩擦产生大量的热能,这些热能导致转子难以有效冷却而受热变形。一旦转子弯曲变形,就会影响到转轮机组的正常运转,出现异常振动。这种异常振动如果不能及时被发现并有效解决,将会给汽轮机的正常运行带来影响,严重情况下将直接导致故障产生。转子受热弯曲,使轴弹力发生改变,引发转子运行失衡,离心相位发生改变。如果轴弹力和离心力能够得到抵消,转子的振动幅度将比较小,对汽轮机运行带来的影响也较小。如果两种力不能抵消,甚至叠加在一起,就造成转子大幅度振动,产生剧烈的噪声,引发故障的可能性极大。
        3.2 由于气流不均产生气流激振
        当汽轮机机组的负荷一直增加,超过某个临界点时,就会使轴振动迅速加大,而低于这个临界点时,振动会立刻减弱。振动的频率与高压转子一阶的临界转速相等或略低,产生的气流激振是正向涡动,多是在高压转子部位产生,也有的出现在再热中压转子处。之所以形成气流激振的现象,是因为汽轮机运行状态下,气道内的气流不够均匀,导致叶片受力不均。而对于大型机组,气流膨胀的地点位于叶片末端,所以,气流运行路径发生错乱而形成气流激振。另外,如果轴封不严密也容易造成气流激振。
        3.3 因摩擦振动而导致转子热弯曲变形
        汽轮机在运行过程中会产生一定的摩擦振动,这对汽轮机的影响并不大,但却会对转子造成影响。转子由于摩擦振动造成自身受热不均匀,进而出现热弯曲,失去了应有的转动平衡,出现异常振动现象,这将给汽轮机的平稳运作造成不良影响,严重情况下会形成异常振动故障。


        3.4 由于转子剧烈振动产生油膜震荡
        转子的转动速度变化将影响汽轮机的运行状态,如果汽轮机的运行功率过大,转子的转动速度就会过快,导致汽轮机振动加剧,容易给设备造成损害。为了避免因为转子转动问题而造成油膜震荡,影响汽轮机的正常运转,必须保证转子围绕轴线转动,保持平衡点涡动,从而使重心平稳,汽轮机不再出现异常振动。
        4 火电厂汽轮机常见异常振动的处理措施
        4.1 对转子热弯曲故障所采取的处理措施
        安装设备时,根据正确的安装步骤进行安装,比如利用钢丝校准轴线,安装就会更加准确。在纵向中轴线前后设定预埋位置,然后对螺丝做出调整,做出相应的钢丝架。利用钢皮尺测量洼窝两侧的长度,保证长度相等。复测时,横向找平可使用水平仪。在洼窝面上放置水平仪,然后在竖向上做出合理的调整,确保轴承座水平符合要求。对所有机组进行排查,出现问题后应迅速做出调整,直到所有设备都完成校准。通过正确的安装,使汽轮机轴承保持纵向和横向的稳定,从而避免了转子因受力不均匀而产生摩擦异常,发生热弯曲现象。解决了转子热弯曲情况,汽轮机的运转就不会受到严重影响,保证了发电的稳定。如果转子出现了热弯曲故障,就需要及时更换转子,将故障排除。
        4.2 对气流不均形成气流激振采取的处理措施
        汽轮机出现气流激振故障,在排查时需要根据相关数据来绘制振动曲线,从而分析具体故障的情况。对给水量、负荷速率进行调整,并将记录的数据描绘成汽轮机的相关运行曲线。不同的调整会产生不同的气流激振结果,根据记录数据进行对比,查看能够抵消气流激振的调整方式,避免气流激振给汽轮机组运行带来负面影响。降低负荷率,能有效避开气流激振所带来的负荷范围,这能保证汽轮机正常运转。
        4.3 因摩擦振动产生故障采取的处理措施
        汽轮机在运行过程中难免会产生摩擦振动,这是因为各个设备在运行时都不可避免出现摩擦,根本不能消除。但如果摩擦情况过于严重,就会导致设备异常振动的出现,可能造成设备出现故障。因此,应该对汽轮机内部的各个部件进行检查,查看是静摩擦还是动摩擦,一旦摩擦噪声过大,就需要进行检修。对于因摩擦而发生故障的设备,需要进行检修或更换,保证振动摩擦不会对其他元件造成影响。
        4.4 对发生油膜震荡采取的处理措施
        当汽轮机运行过程中发生油膜震荡,需要采取以下方法进行解决:(1)将轴瓦的比压加大,这对减小油膜震荡非常有效;(2)增加上轴瓦的轴承合金宽度,从而减小轴瓦顶部的孔隙,也能使油膜震荡降低;(3)改变轴瓦和轴颈的接触角度,尽量使接触角度变小;(4)选择动力黏度小的润滑油加入机组中,可以提升机组的工作效率,降低振动影响;(5)改善转子平衡,使原本作用在转子上的不平衡力降到最低,这样就可以让转子的运动状态变得稳定,减少油膜震荡。
        5 结语
        在汽轮机的运转过程中,必然会因为各种因素造成振动,引发汽轮机故障。为了避免因为振动而造成的汽轮机故障,必须做好汽轮机监测工作,将可能引起故障的异常振动及时解决。因此,在对汽轮机的维护方面,应做好检查和统计工作,总结所遇到的异常振动情况,不断完善处理机制,这样才能确保汽轮机的运行更加安全、高效。
        参考文献
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        [3] 倪福源.火电厂汽轮机运行异常振动原因分析[J].探索科学,2019(2):59,61.
        [4] 亓伟.火电厂汽轮机异常振动原因及处理措施[J].建筑工程技术与设计,2017(30):264.
        [5] 黄万忠.火电厂汽轮机运行异常振动原因分析[J].商品与质量,2017(5):218,221.
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