論述300MW汽輪機(jī)組振動(dòng)故障處理

摘 要：目前火力發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要采用300MW汽輪機(jī)組，在發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電功能過(guò)程中起到十分重要的作用。汽輪機(jī)組應(yīng)用的廣泛性直接標(biāo)志著汽輪機(jī)組振動(dòng)故障處理的重要性。汽輪機(jī)組振動(dòng)故障是機(jī)組發(fā)電過(guò)程中無(wú)法避免并且出現(xiàn)概率很高的問(wèn)題。本文結(jié)合貴州大方發(fā)電有限公司所使用的汽輪機(jī)的情況對(duì)汽輪機(jī)組常見(jiàn)的振動(dòng)故障的原因和處理進(jìn)行闡述和探討。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)組；振動(dòng)故障；故障處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.237

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，在我國(guó)城市化的進(jìn)程中，有效對(duì)汽輪機(jī)組進(jìn)行維護(hù)，有利于提高汽輪機(jī)組的使用壽命。

1 貴州大方發(fā)電有限公司的汽輪機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)介

貴州大方發(fā)電有限公司所使用的汽輪機(jī)是亞臨界中間再熱兩缸兩排汽凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為N300-16.7/537/537-8（合缸）。本機(jī)高中壓部分采用合缸，高壓缸雙層結(jié)構(gòu)，高中壓進(jìn)汽布置在高中壓缸中部；低壓缸兩排汽對(duì)稱(chēng)分流。

汽輪機(jī)高中壓和低壓轉(zhuǎn)子由#1～#4軸承支持，其中#1、#2瓦為非對(duì)稱(chēng)可傾五瓦塊軸承，#3、#4軸承為帶球面軸瓦套的橢圓軸承，汽輪發(fā)電機(jī)組共6個(gè)支持軸承。#3～#6軸承下瓦設(shè)有頂軸油孔。推力軸承為活支可傾瓦塊型，布置在#2軸承箱內(nèi)，正常運(yùn)行時(shí)，承受向后軸向推力，特殊情況可能出現(xiàn)瞬間反推力。 盤(pán)車(chē)裝置安裝在盤(pán)車(chē)箱蓋上，盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速4.29r/min，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)速大于盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速，盤(pán)車(chē)裝置自動(dòng)脫扣退出運(yùn)行。

高壓內(nèi)缸相對(duì)于高壓外缸的死點(diǎn)在高壓進(jìn)汽中心線(xiàn)前475mm處，低壓內(nèi)缸相對(duì)于低壓外缸的死點(diǎn)，設(shè)在低壓進(jìn)汽中心線(xiàn)處，高低壓內(nèi)缸分別由死點(diǎn)向前后兩個(gè)方向膨脹。汽輪機(jī)靜止部分相對(duì)于基礎(chǔ)有2個(gè)絕對(duì)死點(diǎn)，1個(gè)在中低壓軸承箱基架上#2軸承中心線(xiàn)后205mm處，另一個(gè)在低壓缸左右兩側(cè)基架上，低壓進(jìn)汽中心線(xiàn)前360mm處。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，高中壓缸、前軸承箱向前膨脹，低壓缸向前、后兩個(gè)方向膨脹。轉(zhuǎn)子相對(duì)于汽缸的相對(duì)死點(diǎn)在中低壓軸承箱內(nèi)推力軸承處，機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子由此處向前后膨脹。汽輪機(jī)的汽封采用自密封系統(tǒng)。正常運(yùn)行時(shí)，高中壓缸的汽封漏汽作為低壓軸封的供汽，多余蒸汽溢流到#8低加或凝汽器。啟動(dòng)或低負(fù)荷時(shí)由高壓汽源站和輔助汽源站供汽。

2 300MW汽輪機(jī)組常見(jiàn)振動(dòng)故障原因及處理分析

2.1 油膜震蕩

（1）原因分析。油膜震蕩產(chǎn)生的主要原因是汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過(guò)程中失去正常運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。當(dāng)轉(zhuǎn)子正常運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)軸是圍繞著軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的，而當(dāng)轉(zhuǎn)子不能穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)軸會(huì)圍繞著平衡點(diǎn)渦動(dòng)。一旦半速渦動(dòng)的速度和轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速一致，共振會(huì)放大半速渦動(dòng)，就會(huì)出現(xiàn)激烈震蕩。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于臨界轉(zhuǎn)速兩倍的時(shí)候，這種情況會(huì)成倍加劇，從而形成油膜震蕩。

（2）故障處理。通常對(duì)于油膜震蕩的處理措施有幾下幾種：第一、將軸瓦比壓加大；第二、將瓦頂部間隙減低或者將軸瓦軸承合金的寬度加大；第三、縮小軸頸與軸瓦的接觸角度。一般縮小到三百到四百；第四、通過(guò)使用粘度較小的潤(rùn)滑油或提高油溫的方式來(lái)減低潤(rùn)滑油的動(dòng)力粘度。第五、減少轉(zhuǎn)子原有不平衡因素的比重。

2.2 汽流激振

（1）原因分析。如果發(fā)電機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中超負(fù)荷的話(huà)，軸振動(dòng)程度會(huì)不斷升高。如果減少工作負(fù)荷的話(huà)，就會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)程度降低的情況。如果發(fā)電機(jī)組工作的振動(dòng)頻率與某個(gè)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速相同或者氣流激振對(duì)轉(zhuǎn)移有所影響的情況，都會(huì)導(dǎo)致這些問(wèn)題。汽流激振的產(chǎn)生實(shí)際上是葉片在受力過(guò)程中遇到的氣流沖擊不均衡而導(dǎo)致的。

（2）故障處理。維修人員需要通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)組一年及以上的振動(dòng)記錄進(jìn)行氣流激振特征的具體分析來(lái)解決汽流激振故障。維修人員需要以每次機(jī)組振動(dòng)的詳細(xì)記錄為基礎(chǔ)，對(duì)機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷工作下的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄進(jìn)行具體的分析和處理，并將這些數(shù)據(jù)用曲線(xiàn)圖的方式直觀表現(xiàn)出來(lái)，然后觀察和發(fā)現(xiàn)曲線(xiàn)的變化規(guī)律。通過(guò)這樣具體的分析，可以有效確定汽輪機(jī)組的氣流激振的狀態(tài)變化，然后就可以有效避免氣流激振故障的產(chǎn)生和控制其出現(xiàn)頻率。一般來(lái)說(shuō)，可以采用降低負(fù)荷變化率或合理控制氣流激振負(fù)荷范圍兩種方法來(lái)解決這一故障問(wèn)題。

2.3 摩擦振動(dòng)

（1）原因分析。摩擦振動(dòng)故障的產(chǎn)生要從對(duì)摩擦振動(dòng)過(guò)程中的具體狀態(tài)變化出發(fā)進(jìn)行分析。通常在汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，轉(zhuǎn)子因受熱而變形，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)新的不平衡力，因此，在運(yùn)轉(zhuǎn)中的汽輪機(jī)組的振動(dòng)主要頻率仍在可控正常范圍內(nèi)。但是，汽輪機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)境十分復(fù)雜，一般都會(huì)在摩擦的過(guò)程中，整個(gè)振動(dòng)的振幅和相位存在一定程度的波動(dòng)，而這種波動(dòng)出現(xiàn)的時(shí)間有一定的持續(xù)性。另外，當(dāng)汽輪機(jī)內(nèi)部的主要轉(zhuǎn)子因受熱而發(fā)生變形時(shí)，重摩擦的一邊會(huì)由于溫度的升高而導(dǎo)致另一邊出現(xiàn)輕摩擦，從而使轉(zhuǎn)子的兩邊溫度失衡而導(dǎo)致受熱不均的問(wèn)題。這些狀況最終會(huì)使機(jī)組局部受熱過(guò)高，令轉(zhuǎn)子的局部結(jié)構(gòu)受熱而發(fā)生變形，變形的轉(zhuǎn)子會(huì)增加不平衡力，從而導(dǎo)致產(chǎn)生新的振動(dòng)。

（2）故障處理。在實(shí)際面對(duì)摩擦振動(dòng)故障問(wèn)題時(shí)，相關(guān)工作人員一般提倡做好事前預(yù)防工作，有效避免摩擦振動(dòng)的產(chǎn)生相比問(wèn)題出現(xiàn)再解決提供很多便利。通常在汽輪機(jī)組的日常維護(hù)過(guò)程中，維修人員會(huì)詳細(xì)檢查汽輪機(jī)組內(nèi)部是否存在過(guò)量的非正常運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦聲音，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行維修，一旦出現(xiàn)部件損壞過(guò)重的情況，也可以及時(shí)進(jìn)行更換。做好這些事前預(yù)防工作，可以有效避免摩擦振動(dòng)對(duì)汽輪機(jī)組運(yùn)行的不良影響。

3 結(jié)語(yǔ)

本文首先介紹了貴州大方發(fā)電有限公司的汽輪機(jī)設(shè)備的具體情況，然后進(jìn)一步結(jié)合貴州大方發(fā)電公司的具體情況對(duì)其使用的300MW汽輪機(jī)組常見(jiàn)的振動(dòng)故障的原因及處理問(wèn)題的具體方法進(jìn)行了分析和闡述。總之，在當(dāng)今火力發(fā)電方面，300MW汽輪機(jī)組是火力發(fā)電的重要組成部分，應(yīng)用十分廣泛。不斷提高汽輪機(jī)的使用壽命和維護(hù)人員的專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)可以在未來(lái)的使用和發(fā)展過(guò)程中有效保證汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行，從而對(duì)更好地提高經(jīng)濟(jì)效益起到重要作用。

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