汽輪發電機組轉子熱彎曲故障研究與分析

陳功偉 吳幸(貴州赤天化桐梓化工有限公司， 貴州 遵義 563200)

汽輪發電機組轉子熱彎曲故障研究與分析

陳功偉 吳幸(貴州赤天化桐梓化工有限公司， 貴州 遵義 563200)

汽輪發電機組在運行過程中，各個軸承振動監控參數反映了機組運行安全和穩定，通常情況下需要對于每個機組軸承進行很好振動測量和分析，結合機組振動實例對于機組進行振動故障診斷解決。

汽輪發電組；轉子；故障研究

1 振動故障診斷原因分析

(1)機組中有很多因素可以引起機組振動，需要對于故障進行很好綜合判斷分析解決，利用各種參數情況進行綜合分析，對于軸承振動進行測量，穩定正弦各種因素，對于部件故障機組全方位進行診斷，還要對于轉子彎曲故障研究分析。隨著汽輪機組不斷向大機組容量發展，無論是機組啟動還是運行過程都伴隨著參數變化，汽輪機運行狀態也需要不斷變化，轉子平衡狀態需要參數變化，汽輪機轉子彎曲故障主要指的就是轉子會受到外界刺激振動力量，導致轉子出現改變現象，汽輪發電機組不平衡故障主要是因為質量不平衡問題導致。

(2)轉子熱彎曲是轉子受熱后產生附加不平衡力出現振動的改變現象問題，轉子熱轉彎曲是由于熱應力不平衡溫度分布導致，熱彎曲會破壞原轉子的平衡狀態，導致轉子在高速旋轉過程中質量偏心。汽輪機轉子在高溫和高壓中工作，發電機轉子在投入運行后，轉子平均溫度隨轉子的轉速增加而增加，轉子受熱不均會導致軸系產生彎曲，所以溫度導致故障主要原因。轉子彎曲存在不同程度，比如穩定部分不對稱，材質特性不對稱和受到應力不對稱問題都是導致汽輪機組轉子啟動運行彎曲原因。電站機組汽輪機組轉子熱彎曲故障可能會在啟動過程中出現運行問題，在汽輪發電機組啟動過程造成轉子生產力熱彎曲現象問題，當機組功能負荷增大的時候導致汽輪機組彎曲問題，造成振動明顯增大問題。

(3)另一個由于運行中參數不穩定，在機組啟動階段也會導致轉子溫度不分布不平衡，導致熱彎曲問題，運行過程中需要按照升速曲線進行，經過對于大量代表性工程實際案例分析整理，可以看出汽輪機轉子熱彎曲主要原因可以分為三個因素，機組在停車過程中，另一就是轉子開車過程中熱不平衡問題，最后就是轉子受到較大的阻力，如動靜摩擦等導致轉子彎曲。

2 汽輪機轉子熱彎曲處理措施

(1)汽輪機轉子熱彎曲故障處理措施主要是要在啟動、運行和停機階段進行熱彎曲故障處理，選取適當操作手段正確的開機、升速、停機的工藝參數控制確保機組穩定運行，根據汽輪機轉子熱彎曲故障特征采取正確的暖機的方法校正轉子。轉子自身會由于質量問題導致彎曲問題，轉子受到較大阻力主要原因是膨脹不暢原因導致，需要針對不同原因進行進行相對處理。

(2)動靜摩擦會引起轉子熱彎曲故障，需要對于這列故障進行及時處理，避免惡性循環問題，機組發生動靜摩擦故障時要停止升速操作，及時查明原因，必要時調整動靜之間摩擦，修復好部件的動靜問題，各部位間隙調整到允許范圍內。通過大量汽輪發電機組現場工程實際發生的汽輪機轉子熱彎曲故障總結整理，熱彎曲故障主要表現為振動持續身高并隨轉速變化而變化，因此在機組操作過程中嚴格按照升速曲線進行，軸封溫度控制在允許范圍內。

3 汽輪機轉子熱彎曲故障分析

(1)汽輪機轉子彎曲存在很多的因素，轉子受熱不均，動靜摩擦致轉子不平衡，典型問題就是汽輪機轉子熱彎曲，不同情況需要進行相應故障處理，隨著機組運行參數變化，需要不斷提高大量故障熱彎曲認識，啟動過程運行過程需要及時分析，將汽輪機轉子熱彎曲和動靜碰摩擦故障進行對比，對于汽輪機轉子熱彎曲故障進行相應故障診斷。

(2)汽輪機轉子熱彎曲故障主要是質量不平衡問題，在對于故障進行診斷過程需要在故障診斷時候進行清楚認識，汽輪發電機啟動和運動過程需要做好故障診斷分析工作。質量不平衡和轉子熱彎曲主要表現為1倍頻為主要頻率，要對于振動過程中振幅相位進行分析。通過對于汽輪機轉子熱彎曲故障特征分析可以減少事故的發生，總結分析出汽輪機轉子熱彎曲故障特征，啟動運行過程，將汽輪機進行充分暖機，通過振動等特征值進行全面分析，查明故障原因，提高對于故障解決措施。

(3)汽輪機振動故障診斷方法。大型電站機組旋轉機械大量故障不是瞬間發生，從發生到惡化是一個過程，根據相關統計汽輪機組機械設備大部分故障都和時間有直接關系，故障有一定穩定性，提前預知故障發展趨勢可以很好保證機組穩定運行，機組的故障診斷需建立一支技術過硬的故障分析、故障診斷、故障處理的專業隊伍，汽輪發電機組大型電站主要設備，故障需要實現設備早期預警工作，保障設備安全運行模式，提高設備利用效率。對于故障衡量過程中需要依據故障特征采用預測方法實現設備預報工作，對于故障方法統一管理，數值分析預測方法主要包括指數預測方法，概率統計預測方法，現代模型預測方法主要是按照時間進行預測工作，也可以人工智能方法預測保證汽輪機正常運行。

(4)通過對于汽輪發電機組故障預測，需要從理論上學習，對于轉子故障進行合理分析，對比參數認識模型，有效保證轉子合理正常運轉。還要對于引起汽輪發電機組轉子彎曲事故進行分析，判斷轉子彎曲動靜原因，很好提高預防工作，保證機械正常工作。從工程實際角度出發通過故障診斷分析，長期實時跟蹤監測振動數據變化情況，提高故障分析能力，對于故障案例進行科學判斷，綜合提高汽輪發電機操作工作流程，有效保證工作正常進行。

4 結論

電站汽輪發電機組是火力發電主要設備，安全運行關系整個機組問題，伴隨著科技發展，汽輪發電機組越來受到重視，為保證汽輪機組正常運行，需要通過對機械原理、處理措施、特征診斷和故障預測幾個方面進行研究。以保證汽輪發電機正常運行。

[1]吳志剛，孟臨潼，210MW汽輪機大軸彎曲原因分析及直軸方法[J]，廣東電力，2007，(12).