火電廠汽輪機(jī)異常振動原因及解決對策分析

陳可露

（華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000）

火電廠汽輪機(jī)異常振動原因及解決對策分析

陳可露

（華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000）

火電廠提供著人們?nèi)粘Ｉ钏璧碾娔埽_保人們正常的用電生活。因此，火電廠應(yīng)該做好電氣設(shè)備的檢測和維修工作。火電廠汽輪機(jī)是火電廠中非常重要的電氣設(shè)備，火電廠汽輪機(jī)能否正常運(yùn)行關(guān)系著人們電能供應(yīng)的情況。本文首先指出研究火電廠汽輪機(jī)異常振動原因的重要性，分析火電廠汽輪機(jī)異常振動的原因，針對這些原因，提出解決措施，希望能對火電廠的運(yùn)營提供參考。

火電廠；汽輪機(jī)異常振動；對策

我國電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展最迅速的就是火力發(fā)電，火力發(fā)電是人們生活用電的最重要來源，是我國最主要的供電來源，所以，火電廠的維修需要對火電廠的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行定期檢測和維修。汽輪機(jī)的檢測和維修是確保發(fā)電機(jī)正常運(yùn)營非常重要的步驟。火電廠汽輪機(jī)在正常的運(yùn)營過程中受到很多因素的影響，特別是汽輪機(jī)異常振動，對于汽輪機(jī)的安全運(yùn)營有著非常重要的影響。如果汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動預(yù)示著發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中存在著安全隱患，預(yù)示著發(fā)電機(jī)存在著故障，需要進(jìn)行修理。

一、研究汽輪機(jī)的異常振動原因的重要性及判斷的方法

1.研究汽輪機(jī)的異常振動原因的重要性

火電廠中最重要的部分是發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組最重要的部分是汽輪機(jī)組。因此，汽輪機(jī)組的運(yùn)行時間相對比較長，就會造成很多重要部件出現(xiàn)故障，這些故障很可能影響發(fā)動機(jī)組無法正常運(yùn)行。在汽輪機(jī)組的眾多故障中，汽輪機(jī)異常振動是相對比較復(fù)雜的一個問題。引起汽輪機(jī)組異常振動的原因有很多，只要和機(jī)體中任何一個設(shè)備有關(guān)系的零件都有可能引起汽輪機(jī)組振動出現(xiàn)異常，比如：進(jìn)汽參數(shù)、油質(zhì)的差異以及油溫的控制等等。因此，只有分析清楚汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動的原因，才能夠有效地解決汽輪機(jī)異常振動。

2.汽輪機(jī)異常振動故障的判斷方法

汽輪機(jī)是火電廠中最重要的機(jī)械設(shè)施，導(dǎo)致汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動的原因有很多，同時汽輪機(jī)異常振動出現(xiàn)的表現(xiàn)也分為很多種，最常見的故障是瓦蓋震動或者轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)異常變化，這些問題都可以造成異常振動故障。一旦出現(xiàn)汽輪機(jī)異常故障，為了能夠準(zhǔn)確的判斷異常振動故障原因的位置，可以采用異常振動的頻率、振動穩(wěn)定性、振動相位變化、相鄰軸承相位等方面作為異常振動故障判斷與查找的第一切入點(diǎn)。判斷汽輪機(jī)異常振動穩(wěn)定性可以通過判斷汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、電磁電流、溫度和時間等變化來進(jìn)行判斷，從而判斷汽輪機(jī)異常振動故障的原因。汽輪機(jī)振動相位變化指的是振動相位是否存在變化，同時相鄰軸承相位關(guān)系指的是相距軸承相位是相同的還是相反的現(xiàn)象。除了硬件設(shè)備可能出現(xiàn)故障，汽輪機(jī)也可能因?yàn)樵O(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致異常振動故障問題。在實(shí)際的工作中，如果因?yàn)樵O(shè)計(jì)缺陷又無法更換汽輪機(jī)的現(xiàn)象，工作人員要對其機(jī)組故障點(diǎn)有一個全方位的了解。一旦汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動，工作人員要及時對隱患點(diǎn)進(jìn)行排查，判斷出是否與異常振動故障有關(guān)。如果檢查出與設(shè)計(jì)缺陷隱患故障有關(guān)，要及時對其維修；如果檢測結(jié)果和設(shè)計(jì)缺陷隱患故障無關(guān)，要進(jìn)行重新排查。

二、火電廠汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動的原因

1.轉(zhuǎn)子熱彎曲

機(jī)組轉(zhuǎn)子熱彎曲出現(xiàn)的原因有很多種，最常見的就是轉(zhuǎn)子由于自身熱度引發(fā)的應(yīng)力、在運(yùn)行中氣缸存在著進(jìn)水現(xiàn)象、氣缸中進(jìn)入了冷空氣和氣缸之間動靜摩擦、中心孔進(jìn)油、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻存在著差異，這些原因都有可能造成轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形。轉(zhuǎn)子的彎曲變化非常容易造成轉(zhuǎn)輪機(jī)組振動異常。轉(zhuǎn)子的熱彎曲可能是臨時性的產(chǎn)生危害，也有可能是永久性的產(chǎn)生危害，這兩種可能性造成的危害有所不同，但是他們都是由于同轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心有關(guān)，因此，會引發(fā)與質(zhì)量偏心類似的旋轉(zhuǎn)矢量激振力。周彎曲能夠使兩端產(chǎn)生錐形運(yùn)動，使軸向產(chǎn)生巨大的工頻振動。在轉(zhuǎn)軸發(fā)生彎曲的過程中，由于彎曲導(dǎo)致的彈力和轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的離心香味不同，這兩者間相互作用，抵消彼此的作用力，在某個轉(zhuǎn)速情況下，轉(zhuǎn)軸的振動幅度會減小，形成了“凹谷”的相撞，這一點(diǎn)與轉(zhuǎn)子不平衡導(dǎo)致的動力特征存在著很大的不同。當(dāng)不平衡值比彎曲作用力的值大，振幅的減少量在臨界轉(zhuǎn)速之下；當(dāng)不平衡值比彎曲作用力的值小，振幅的減少量在臨界轉(zhuǎn)速之上。

2.氣流激振

大型汽輪機(jī)組出現(xiàn)異常振動的原因可能是由于氣流激振，氣流激振有以下幾個方面的特點(diǎn)：第一方面是汽輪機(jī)組所承載的負(fù)荷超過了某個特定的值，機(jī)組的軸就會出現(xiàn)劇烈的振動；第二方面是強(qiáng)烈振動產(chǎn)生的頻率與在高壓狀態(tài)下轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速一致；第三方面是發(fā)生氣流激振的位置一般在高壓轉(zhuǎn)子段。對于大型汽輪機(jī)組來說，末級時間過長，氣體可能在葉片末端產(chǎn)生紊亂，也可能產(chǎn)生氣流激振的現(xiàn)象；葉片受到不均勻氣流的沖擊產(chǎn)生了氣流激振的現(xiàn)象。

3.油膜震蕩

汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在油膜高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，失去了穩(wěn)定性，它的旋轉(zhuǎn)不僅需要圍繞軸線運(yùn)行，還需要圍繞著平衡點(diǎn)進(jìn)行渦動，這就很有可能導(dǎo)致油膜自發(fā)的激震蕩。半速渦動指的是軸線的渦動頻率在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一半的時候，一旦半速渦動的速度和轉(zhuǎn)子臨界的速度相一致，半速渦動就有可能產(chǎn)生共振的現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生劇烈的振動。

4.摩擦振動

摩擦振動的最主要特點(diǎn)是有兩個方面，第一方面是由于轉(zhuǎn)子熱彎曲產(chǎn)生了新的作用力，使其各種力之間的平衡被打破，這時，振動信號的主頻率仍然是工作頻率，但受到了一些沖擊和非線性因數(shù)的影響，有可能會使頻率之間發(fā)生不同，甚至波形出現(xiàn)“削頂”的現(xiàn)象；第二方面是在發(fā)生摩擦振動的時候，振動的幅度和相位之間都會存在著波動，而且波動持續(xù)的時間可能會相對比較長。重摩擦產(chǎn)生的溫度高于輕摩擦的溫度，這就可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子截面的溫度會出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，對局部位置進(jìn)行加熱會造成轉(zhuǎn)子熱彎曲的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生一個新的不平衡力施加到轉(zhuǎn)子上從而產(chǎn)生振動。

三、火電廠汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動的解決措施

1.轉(zhuǎn)子熱彎曲故障的解決措施

針對轉(zhuǎn)子熱彎曲這一故障的解決措施是及時的更換新的轉(zhuǎn)子，從而降低汽輪機(jī)組的異常振動，沒有強(qiáng)烈的振動，不會出現(xiàn)相應(yīng)強(qiáng)度的作用力，更加不會出現(xiàn)汽輪機(jī)異常振動的現(xiàn)象。

2.氣流激振故障的解決措施

針對汽輪機(jī)組氣流振動的特征，解決這一問題的措施是通過跟蹤、分析近一年中每個機(jī)組的振動數(shù)據(jù)和機(jī)組滿負(fù)荷的時候數(shù)據(jù)情況，將其做成曲線圖，觀察曲線圖的相關(guān)變化。也可以說，在不同情況下，確定機(jī)組產(chǎn)生氣流激振的工作狀態(tài)，采用減低負(fù)荷變化率和避開產(chǎn)生氣流激振的負(fù)荷范圍的方式避免氣流激振現(xiàn)象。

3.油膜震蕩故障的解決措施

在汽輪機(jī)組出現(xiàn)油膜震蕩時，可以通過采用以下幾個方法進(jìn)行解決。第一個方法是增加軸瓦比壓；第二個方法是減少軸瓦頂部間隙和增大上軸瓦的軸承合金的寬度；第三個方法是減少軸頸與軸瓦之間的接觸角度，將其減少到一定范圍內(nèi)；第四個方法是降低潤滑油的動力粘度；第五個方法是用平衡力之間關(guān)系將轉(zhuǎn)子原有不平衡分量降低到最小值。

4.摩擦振動故障的解決措施

需要注重平時汽輪機(jī)組的維修工作，同時時刻留意機(jī)組的各個零件之間是否存在著摩擦聲音，如果出現(xiàn)異樣的聲音，需要及時維修或者更換相應(yīng)的零件，避免相鄰的零件之間摩擦產(chǎn)生振動使得汽輪機(jī)組出現(xiàn)故障。

結(jié)語

綜上所述，火電廠汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動是無法避免的故障，也是經(jīng)常出現(xiàn)的故障，因此，要做好汽輪機(jī)組的維護(hù)工作，將損失降到最低。目前，我國的火力發(fā)電企業(yè)相對比較多，都擔(dān)任著所在地區(qū)的發(fā)電任務(wù)，汽輪機(jī)是發(fā)電廠重要的發(fā)電設(shè)備，它的安全運(yùn)行關(guān)系著企業(yè)的正常運(yùn)行。因此，汽輪機(jī)的維修人員要對汽輪機(jī)故障有著全面的了解，才能夠及時的維修，確保汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行，使火電廠得到正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，給當(dāng)?shù)厝颂峁└哔|(zhì)量的電力供應(yīng)。

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［2］趙華.火電廠汽輪機(jī)異常振動故障排查技術(shù)分析［J］.黑龍江科技信息，2015（24）：39-40.

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