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摘要:我国电力事业不断发展,火电厂的规模逐渐增大,大型火电厂的良好运行,需要汽轮机良好运行的支撑。但是,汽轮机长时间运行之后可能会出现轴承振大问题,具体原因有汽轮机自身的非正常运行、摩擦严重、凝汽器不再运行、轴封的供汽压力异常等。为此,提出详细排查气流的激振问题、严格把控转子的温度、合理控制轴封供汽压力等措施,从而解决轴承振大问题,促使汽轮机高质量运行,为大型火电厂稳定生产电能提供支持。
关键词:大型火电厂;汽轮机;轴承振大;原因及处理
大型火电厂中,非常重要的设备则是汽轮机,其运行效率直接关系到发电厂发电质量。当汽轮机组长时间处于高负荷运行状态之下,可能会出现轴承振动增大的问题,进而影响到汽轮机机组运行效率。火电厂领导层和技术人员需要提高对汽轮机轴承振大问题的重视,以更多精力和时间解决此问题,找出振大的具体原因,并运用合适的措施处理问题,进而规避轴承振大问题,提高汽轮机组的运行效率,也提高火电厂生产效率,为电网提供更稳定和可靠的电能。
1 分析汽轮机轴承振大的原因
1.1 汽轮机非正常的运行
大规模火电厂的汽轮机运行中,可能会存在轴承振大问题,引发原因可能是汽轮机本身非正常的运行,主要表现为两个方面,一个方面是,汽轮机的运行过程中,可能处在不平衡的负荷状态中,其有一些程序电流会分量,促使轴承运转的电压从正常运转电压状态中偏离出来,使得轴承运行时有振动以及损耗;另一方面,汽轮机转子处于运转状态时,电枢电流可使得转子出现倍频转矩脉振,即使可以对定子铁芯进行隔振的处理,可是因为转子而出现的不稳定电流,依旧会造成汽轮机非正常的运行。
1.2 凝汽器不再运行
汽轮机工作的时候,凝汽器与之配合,参与运转,才可以使得设备散热。如果凝汽器不再运行,可能会使得汽轮机运转的效率降低,此时汽轮机的转子就不会满足额定的功率标准,进而促使轴承出现空转情况,提高轴承振动的频率。并且,冷凝器不再运行之后,设备热量不能散失,转子热变形的程度和转子运行时间之间存在着关联,因此,当转子的变形程度大大高出自身所承负荷之后,直接影响到机组的轴承运转,这属于金属特性变形而引发轴承振大的问题,所以解决问题的办法可以是设定机组定速运行的瞬间以及冷却时间。可是当转子出现变形,并不是因为受热,所以当机组运行很长时间之后进行冷却,转子可能会因为热应力的扩散不均匀而聚集在转子上的一处,当反复进行此过程,转子的表面就会有凹凸不平的问题,严重影响机组运行。
1.3 摩擦振动过大
对于火电厂汽轮机而言,因为摩擦振动的过大而引发的振动大问题主要分成三种,第一种是转子和轴承之间产生了摩擦;第二种是机组急停时摩擦;第三种就是转子自身摩擦。转子问题使得机组某部分的温度升高,进而出现气压差,振动信号之间有不同,加之受线性冲击影响,增强了因不平衡力而造成的影响,机组振动的幅度大大提高[1]。
1.4 轴封的供汽压力影响
轴承出现振动可能受到轴封的影响,具体影响因素为轴封构造、轴封形状、轴封材质。当汽轮机组工作温度不断上升,轴承会受热,发生变化,供汽压力也出现了变化,可能会使得封片变成倒状,蒸汽由高压一段漏出,同时空气则会由低压端进入,轴封压力的高低变化非常明显,促使振动幅度提高。
2 大型火电厂汽轮机轴承振大的处理措施
2.1 详细排查气流的激振问题
技术人员需要定期检查汽轮机组,对每次检查进行详细的记录,书写清楚每一次检查的情况和结果。然后在检查过程中,需要以合理的时间间隔,整理每次振动实际数据和情况,对比分析汽轮机组在正常情况下的最大振动值和最小振动值,将变化曲线绘制出来。接着,全面分析变化曲线。通过对变化曲线的分析,可以看出汽轮机运行正常到不正常时的临界点速率变化是什么情况。
最后,技术人员会用逐一排查的范式,调整蒸汽流量,解决气流激振问题,才能更好地解决振大问题[2]。
2.2 严格把控转子的温度
针对转子的温度进行严格把控,才能避免热变形问题,进而有效地规避振大问题。转子的温度控制措施:其一,技术人员需要全面检查转子工作状态,检查主要内容是转子系统是否平衡,并调整转子旋转中心,促使其的中心分布更加规范,在这样的调整下,可更有效地调整轴承工频,从而严格把控转子温度。其二,技术人员需要长期监测转子温度和转子偏心情况,掌握详细的数据之后,可科学设置检修时机,尽最大能力就转子偏心问题进行直轴处理,不再出现弯曲状态。其三,强化管理机组开停机的状态,让转子保持长久的受热均匀,才能避免热弯曲问题,以运用多样方式让转子动静摩擦次数减少,降低摩擦频率,才能更有效地避免振大问题。
2.3 规避摩擦振动的问题
总结摩擦振动类型,然后找出控制摩擦振动的方法,进而规避摩擦振动。一般情况下,摩擦振动引发原因为转子,当转子发生热弯曲的时候,汽轮机出现不规则运动,严重情况下会出现抖动的问题。因为转子的受力面积并不相同,所以摩擦力也不是都相同。如果钻子摩擦力非常大,温度上升也非常快,相邻的截面运行就不平衡。转子弯曲问题是因为局部的温度上升而导致,然后让振动幅度提高,所以要分清楚摩擦振动类型,才能有针对性地解决问题。
其一,详细记录振动情况,监督转子的质量。技术人员可参考监测数据,对机组运行的温度和频率做出调整,促使相关联的轴承间处于平衡关系。依据汽轮机转速、实际负荷、运行时长等,进行统一的处理,以保证运行在规定标准之内。其二,可以调整相邻截面位置,让转子可以在工作的时候保持受力均匀的状态,才能确保平衡性,进而减少因为摩擦而形成的热量[3]。
2.4 构建轴系保护体系
技术人员要开展有效的振动检测,构建轴系保护体系,运用良好的保护方法或设施对轴承进行保护。首先,在轴承选用阶段,必须使用材料过硬的轴承。所选择的轴承应当统一和标准化,才能方便轴系监控设备的安装。其次,建立轴系保护体系时,技术人员安装监控设备,需要反复调试,找到最佳安装位置,才能方便监控。这样一来,可以对轴承的运行工艺是不是合理进行监督。监控体系中包含轴系控制设备和振动检测系统。轴系控制设备可以自动地感应轴承运行情况,包含汽轮机运行摩擦力和运行速度等。振动检测系统可检测出轴封位置气压,分析温度气压之间关系。如果是高温或者高压的情况下,监控系统可以自动开启报警程序,以提醒技术人员进行调整。此监控系统下,技术人员可更准确和方便地对影响轴承运行因素进行调整[4]。
2.5 合理控制轴封供汽压力
提高轴封的自动装置性能,以轴封之间空隙实际范围,可对其间隔进行连续性调整。通过反复试验,找到最佳轴封距离的参数,运用压力差法可解决供汽压力差的问题。更换过滤设备,使得其使用性能更好,避免轴封带水问题出现。让冷凝水和蒸汽分割开来,才能让轴封维持正常压力,更有效地控制蒸汽。
3 结束语
综上所述,针对火电厂的汽轮机轴承振大问题,像摩擦异常、凝汽器不工作等都是引发原因,必须多方面着手解决措施,提高技术人员的重视度,加强日常检查和监测,从源头上规避振大,才能确保汽轮机运行正常。
参考文献
[1]王有利.大型火电厂汽轮机轴承振大原因分析及处理措施[J].中国设备工程,2020,000(005):141-142.
[2]冯世春.大型火电厂汽轮机轴承振动大的原因及处理措施探讨[J].华东科技(综合),2020,000(002):P.1-1.
[3]廖申丁.火力发电厂汽轮机轴承振动大的原因分析及处理措施[J].机电信息,2019,No.605(35):89-90.
[4]何利鹏.汽轮机振动原因简析[J].华东科技:学术版,2018(6):318-318.