汽輪機振動波動的原因分析及診斷

汽輪機振動波動的原因分析及診斷

丁志華

（內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 托克托 010206）

摘 要：在我國機械化發(fā)展的過程中，汽輪機設(shè)施的使用受到廣泛關(guān)注與重視，然而，在實際使用期間，經(jīng)常會出現(xiàn)振動波動的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響其使用質(zhì)量，難以建立專門的管理方案，導(dǎo)致其使用效果受到嚴(yán)重影響。因此，要對此類故障問題原因進行分析，做好診斷工作，通過合理方式對其進行處理，以免影響其長遠發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽輪機 振動波動原因 診斷措施

中圖分類號：TM621 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）11-0-01

在汽輪機振動波動故障問題分析的過程中，發(fā)電廠應(yīng)當(dāng)制定完善的管控方案，明確振動原因，利用合理方式對其進行處理，建立專門的管控機制，提高汽輪機的使用效果，達到預(yù)期的工作目的。

一、案例分析

某發(fā)電廠含有汽輪機裝置，相關(guān)機組在實際生產(chǎn)的過程中，型號為型號為NZK600-16.7/538/538型，型式為亞臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、直接空冷凝汽式。在使用過程中，設(shè)計額定功率在600MW左右，且最大連續(xù)出力為（T-MCR）635.6MW。在分析期間可以發(fā)現(xiàn)，汽輪機總級數(shù)為38級，高壓轉(zhuǎn)子有9級。其中第一級為調(diào)速級，中壓轉(zhuǎn)子有5級，低壓轉(zhuǎn)子有2×2×6級。汽輪機采用高中壓缸合缸結(jié)構(gòu)，兩個低壓缸均為為雙流反向布置。本體設(shè)有內(nèi)部法蘭螺栓加熱系統(tǒng)。汽輪發(fā)電機組軸系中除#1、2軸承采用可傾瓦式軸承外，其余均采用橢圓形軸承。#1--8支持軸承上瓦的X、Y向裝有軸振測量裝置，下瓦裝有測溫裝置。#9軸承上瓦的X、Y向裝有瓦振測量裝置，推力軸承位于高中壓缸和低壓A缸之間的#2軸承座上，采用傾斜平面式雙推力盤結(jié)構(gòu)。高中壓缸的膨脹死點位于#2軸承座，低壓A缸、低壓B缸的膨脹死點分別位于各自的中心附近。死點處的橫向鍵限制汽缸的軸向位移。同時，在前軸承箱及兩個低壓缸的縱向中心線前后設(shè)有縱向鍵，引導(dǎo)汽缸沿軸向自由膨脹而限制其橫向跑偏。

二、振動問題

在發(fā)電廠的汽輪機運行期間，在2016年7月份的時候，根據(jù)相關(guān)要求，對8號機組運行方式進行全面的改進。在一定程度上，大機的負(fù)荷會超過500MW，主汽的相關(guān)壓力也會大于16MPa，1、2號瓦X、Y向振動突增等現(xiàn)象。針對8號機振動的特點，對可能引起異常振動的原因進行分析8號機組汽輪機單閥運行特點是4號高調(diào)門在閥門開度在增大至90%時先關(guān)閉，隨后再開啟。1、2瓦異常振動多發(fā)于升負(fù)荷和降負(fù)荷過程中的壓力高的階段，此階段一般是，實際負(fù)荷高于負(fù)荷指令，機前壓力高于設(shè)定壓力，調(diào)門指令在90%左右，4號高調(diào)門低于20%。通過試驗，在此階段提前改變主汽壓力設(shè)定或減緩負(fù)荷的升速率，使4號高調(diào)門盡量躲避機前壓力高于16MPa開度低于20%的工況，能有效的抑制此異常振動的發(fā)生。在1、2異常振動發(fā)生時，將4號高調(diào)門手動控制在20%以上，異常振動消失。在實際分析的過程中，1、2瓦異常振動發(fā)生于單閥運行期間，順序閥運行時無此現(xiàn)象，懷疑高負(fù)荷時4號高調(diào)門的在開度小于20%時影響了轉(zhuǎn)子的偏心，從而引發(fā)了異常振動。因此，可以判斷汽輪機運行期間，1、2異常振動為汽流激振的概率提升，可以判斷出現(xiàn)了嚴(yán)重的振動問題。

三、汽輪機振動波動原因分析

在汽輪機實際運行的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)振動與波動故障問題，嚴(yán)重影響其正常運行，難以提高工作可靠性與有效性。對于汽輪機磨損問題而言，主要原因就是配件之間的間隙較小，轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)較為嚴(yán)重的振動問題，難以對轉(zhuǎn)子與軸承進行對中處理，經(jīng)常會出現(xiàn)軸承座跑偏的現(xiàn)象，一方面，在靜止配件與其它轉(zhuǎn)動配件相互摩擦的過程中，并不是直接的轉(zhuǎn)軸摩擦，而是在轉(zhuǎn)軸實際運行的過程中，動葉片與鉚釘頭等相互碰撞，從而出現(xiàn)振動的現(xiàn)象，同時，還會因為摩擦等現(xiàn)象，出現(xiàn)汽輪機轉(zhuǎn)軸彎曲的現(xiàn)象，受到熱力因素的影響，難以對其進行全面控制，影響發(fā)電廠的長遠發(fā)展。另一方面，在汽輪機運行的過程中，轉(zhuǎn)軸與靜止配件之間出現(xiàn)了直接的摩擦現(xiàn)象，也就是汽輪機設(shè)施中的轉(zhuǎn)軸與軸封等具有靜止特點，導(dǎo)致配件出現(xiàn)了直接摩擦的現(xiàn)象，而且轉(zhuǎn)子圓周直徑等周圍出現(xiàn)了直接的摩擦現(xiàn)象，且轉(zhuǎn)子出現(xiàn)了局部受熱等現(xiàn)象，難以對其進行全面的處理，甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重的振動問題，影響其良好使用[2]。

在汽輪機實際運行的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)轉(zhuǎn)軸與靜止配件相互摩擦的現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)生了嚴(yán)重的振動問題，轉(zhuǎn)子配件在渦動的過程中，會與靜止配件相互接觸，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子配件的剛度逐漸提高，發(fā)生嚴(yán)重的問題。在靜止配件實際運行期間，會出現(xiàn)反彈的現(xiàn)象，導(dǎo)致相互之間的接觸發(fā)生了嚴(yán)重的脫離問題，且轉(zhuǎn)子的剛度會逐漸減少，如果不能對其進行全面的控制，將會發(fā)生橫向的自由振動問題[3]。因此，在汽輪機轉(zhuǎn)子實際運行期間，會受到旋轉(zhuǎn)、渦動等疊加問題的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)復(fù)雜的振動問題，嚴(yán)重影響其響應(yīng)頻率，難以提高工作效率，甚至?xí)?dǎo)致次諧波管理工作效果降低，難以滿足高頻諧波處理工作要求，導(dǎo)致工作效果降低。在出現(xiàn)波動癥狀的情況下，也會導(dǎo)致發(fā)生振動問題，嚴(yán)重影響運行效果。因此，發(fā)電廠可以使用頻率圖的調(diào)查方式，對其諧波能量進行分析語調(diào)查，逐漸提高工作可靠性與有效性，對各類配件摩擦情況進行分析，及時發(fā)現(xiàn)碰撞工作中存在的問題，采取有效措施應(yīng)對問題。同時，還要對靜止配件與其他配件之間的關(guān)系進行分析，在明確實際情況的基礎(chǔ)上，建立專門的分析機制，逐漸提高汽輪機管理工作可靠性與有效性，滿足當(dāng)前設(shè)施使用要求，逐漸優(yōu)化工作機制，滿足當(dāng)前實際發(fā)展需求。

四、汽輪機振動波動問題診斷措施

在對此類問題進行診斷的過程中，應(yīng)當(dāng)明確實際情況，創(chuàng)新工作機制，及時發(fā)現(xiàn)汽輪機運作中存在的問題，采取有效措施應(yīng)對問題，建立先進的管控機制，逐漸提高工作可靠性與有效性[4]。

雖然發(fā)電廠已經(jīng)明確了汽輪機振動與波動等問題的原因，但是，在實際工作期間，經(jīng)常最出現(xiàn)活動配件與轉(zhuǎn)動配件之間的摩擦現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機械設(shè)施的正常使用，導(dǎo)致發(fā)電廠未能更好的開展生產(chǎn)工作，難以提高工作效率與質(zhì)量。同時，一些汽輪機會因為振動與波動等問題的影響，不能達到良好的工作效果，甚至?xí)霈F(xiàn)停機現(xiàn)象，數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)了一定的問題，在全面觀察的情況下，對其原因進行全面分析，在明確實際情況的基礎(chǔ)上，要做好管理工作，提高工作可靠性與有效性[5]。在發(fā)電廠汽輪機機組實際停機的過程中，要對其進行開蓋檢查，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的轉(zhuǎn)動配件或是活動配件之間存在的問題，采取有效措施明確密封配件的實際情況，以此提高磨損問題的解決效果。在實際檢查的過程中，還要對氣缸實際情況進行分析，及時發(fā)現(xiàn)斷裂問題，明確是否出現(xiàn)了壓條脫離現(xiàn)象，在變形的情況下，要對摩擦或是碰觸痕跡進行分析。在一定程度上，還要做好相關(guān)管理工作，對二級動葉片進行分析，在尋找摩擦痕跡的情況下，對其進行全面的診斷，獲取準(zhǔn)確的結(jié)論，達到良好的診斷效果。另外，要對靜止與轉(zhuǎn)動等配件的摩擦特點進行分析，明確固定壓條的斷裂原因，在分析實際特征的情況下，對其進行全面的處理[6]。

在汽輪機設(shè)施實際使用的過程中，要明確轉(zhuǎn)子重新動平衡等現(xiàn)象進行分析，對軸瓦進行更換處理，將汽輪機的振動數(shù)據(jù)信息等控制在合理范圍內(nèi)，對振動波動問題進行考察，提高汽輪機運行的穩(wěn)定性與可靠性。另外，在實際分析的過程中，還要對汽輪機各類配件進行考察，在明確實際問題原因的情況下，建立專門的管理機制，加大管理力度，滿足當(dāng)前汽輪機的實際運行要求，逐漸提高診斷工作準(zhǔn)確性與可靠性，為其后續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)[7]。

結(jié)語

綜上所述，在對汽輪機振動波動問題進行診斷與分析的過程中，應(yīng)當(dāng)合理使用TN8000設(shè)備技術(shù)，對各類問題因素與特征等進行分析，加大診斷管理力度，逐漸提高診斷工作效率與水平，建立先進的控制機制，達到預(yù)期的管理目的。

參考文獻

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