汽輪機(jī)震動大的原因及解決方法

裴超

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，電力資源是保障我國發(fā)展的重要因素，為了保證城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民用電的穩(wěn)定，加強(qiáng)汽輪機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)，保證城市供電已成為火力發(fā)電廠維修部門的重要任務(wù)。并且在電廠的汽輪機(jī)屬于電力企業(yè)中的三大主機(jī)之中最重要的，為了提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和確保發(fā)電廠的正常運(yùn)行，本文針對汽輪機(jī)異常振動大的原因和解決辦法進(jìn)行了研究探討。

【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī)異常振動;故障排除;振動監(jiān)測;汽流激發(fā)現(xiàn)象

一.對汽輪機(jī)震動的重要性分析

對于旋轉(zhuǎn)機(jī)械，不可避免的是小振動，振動幅度不超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)屬于正常振動。這里所說的振動意味著汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)的幅度大于原始水平，尤其是大于允許標(biāo)準(zhǔn)的振動，這是異常振動。任何形式的異常振動都可能導(dǎo)致設(shè)備損壞。例如，軸系質(zhì)量失衡（葉片損失，軸彎曲較大，軸系中心改變，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中的冷水局部堵塞等），靜摩擦和靜摩擦，膨脹障礙，軸承磨損或軸承座松動以及電磁力不平衡會增加表面振動，甚至強(qiáng)烈振動。

強(qiáng)烈的振動會導(dǎo)致設(shè)備其他部件的松弛甚至損壞，從而加劇了靜部件和靜部件之間的摩擦，形成了一個惡性循環(huán)并加劇了設(shè)備的損壞程度。異常振動是對渦輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的缺陷和隱患的全面反映，并且是故障的信號。因此，新安裝或大修后的設(shè)備必須通過試運(yùn)行，以測試每個軸承的振動以及每個軸承的軸振動是否低于合格標(biāo)準(zhǔn)，然后才能將其投入運(yùn)行。如果振動超過標(biāo)準(zhǔn)，則必須找出原因并采取措施將振動降低到合格范圍，然后才能將其轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)中或投入正常運(yùn)行。

二.汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子振動的原因及相關(guān)安全分析

2.1前期預(yù)熱不足

在機(jī)組的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子加工過程中，就是汽輪機(jī)的生產(chǎn)。加熱過程中，汽輪機(jī)單元處于開啟階段，通常是一個-預(yù)熱過程的時間，因此如果在預(yù)熱中使用的時間較短，會產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，這樣，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子單元開始運(yùn)轉(zhuǎn)后，將承受來自巨大負(fù)荷運(yùn)行的壓力，不僅如此，由于單元缺相的預(yù)熱時間短，這意味著汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)通過的速度也會更快，公義會進(jìn)一步提高汽輪機(jī)中金屬零件的溫度，在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子振動的過程中，尤其是轉(zhuǎn)子高壓端軸承連接處的振動壓力增加，使轉(zhuǎn)子不斷增加振動負(fù)荷。

2.2冷啟動對汽輪機(jī)產(chǎn)生傷害

除了汽輪機(jī)的啟動時間比較短外，還會引起轉(zhuǎn)子的負(fù)載壓力振動，汽輪機(jī)的冷啟動，損害也很人性化。冷啟動的原理是對損壞負(fù)責(zé)，因為熱蒸汽穿過金屬表面，汽輪機(jī)金屬零件中的山峰不在加熱條件下，所以熱蒸汽冷卻，金屬表面就會發(fā)生液化現(xiàn)象。很強(qiáng)的凝結(jié)現(xiàn)象，從物理學(xué)原理上講，熱蒸汽的凝結(jié)過程會釋放出大量的熱量，而釋放出來的熱量使蒸汽輪機(jī)的外表面在短時間內(nèi)迅速傳遞溫度升高的熱量，因此此時金屬上的熱應(yīng)力可以隨人而行，如果蒸汽輪機(jī)開啟的熱應(yīng)力大于木材和金屬的屈服極限值，金屬部件的熱應(yīng)力可以在一定程度上降低。因此，在高溫加熱的情況下，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中的殘余熱應(yīng)力會隨著時間而變化，并開始下降，但同時也會使轉(zhuǎn)子的金屬松動，在密封部位和調(diào)節(jié)部位產(chǎn)生問題。金屬松動，金屬變形問題，汽輪機(jī)的機(jī)械生產(chǎn)效率高。

三.水輪機(jī)轉(zhuǎn)子及軸承振動原因分析

3.1循環(huán)水溫度方面

汽輪機(jī)運(yùn)行時，運(yùn)行狀態(tài)是否良好與潤滑油溫度有關(guān)。這是因為油的溫度將很高，這將提高汽輪機(jī)運(yùn)行中循環(huán)水的溫度。如果油冷卻器的傳熱性能不是很好，它將進(jìn)一步增加蒸汽輪機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和蒸汽輪機(jī)中軸承的不良振動。影響汽輪機(jī)的使用效果。為了有效減輕汽輪機(jī)運(yùn)行過程中循環(huán)水溫度問題對汽輪機(jī)的影響，當(dāng)溫度達(dá)到33°C時，檢查機(jī)油冷卻器的進(jìn)，出口閥是否可以完全打開，并進(jìn)行調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)?？刂朴屠鋮s器中的循環(huán)水流量。

3.2油冷卻器中的管路污垢方面

當(dāng)冷油機(jī)冷卻時通常會在油管殘留物中殘留一些污物，這些污物經(jīng)過反復(fù)加熱和冷卻后，可以在冷油機(jī)油管中：表面形成難以清除的污垢和油污，這也是冷油機(jī)長時間使用后必須清理干凈，因為油污在一定程度上影響汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和軸承的正常運(yùn)行，并使更多的人聽到軸承振動的噪聲，也會影響傳熱性能的“冷油機(jī)本身。

3.3真空系統(tǒng)的密封性方面

當(dāng)蒸汽輪機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行時，真空系統(tǒng)的問題常常不精確，這在一定程度上會影響汽輪機(jī)的正常運(yùn)行狀態(tài)，尤其是蒸汽輪機(jī)運(yùn)行階段的開始，而不是及時為蒸汽輪機(jī)提供相應(yīng)的氣體輸入，從而導(dǎo)致汽輪機(jī)本身前軸承和后軸承間隙過大，較大的軸承間隙會影響汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，不僅如此，真空系統(tǒng)的不精確性，還會進(jìn)一步造成汽輪機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)漏氣的原因增大，凝汽器汽輪機(jī)閥門與冷油機(jī)閥門之間的密封緊密度，汽輪機(jī)的真空系統(tǒng)不緊密，從而影響轉(zhuǎn)子和軸承的安全性。

為了有效解決汽輪機(jī)真空系統(tǒng)不精確的問題，在汽輪機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時應(yīng)正確掌握軸封輸入的時間點(diǎn)，進(jìn)行軸封輸入時應(yīng)處于冷態(tài)。應(yīng)確定汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的數(shù)值，最好不要讓冷態(tài)值超過0.03mm。并且為了能夠解決汽輪機(jī)軸封之間的間隙較大的問題，盡量不要讓汽輪機(jī)排出的蒸汽的溫度過高，避免轉(zhuǎn)子的振動和軸承值，我們可以采取真空系統(tǒng)的設(shè)計壓力值介于0.088和0.095 MPa之間，從而提高了汽輪機(jī)機(jī)組的效率值，降低了汽輪機(jī)機(jī)組的壓力不足值。

四.如何避免渦輪轉(zhuǎn)子和軸承在開始和結(jié)束時過度振動

4.1不要多次開啟

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，要有效避免渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子和軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)和打開階段結(jié)束時階段在實際生產(chǎn)操作中出現(xiàn)過度振動的問題，應(yīng)盡量避免不必要的啟動時間和停止時間，是為了盡量減少不規(guī)則現(xiàn)象的發(fā)生，以確保汽輪機(jī)始終處于正常運(yùn)行狀態(tài)，并且汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中，需要緩慢地增加汽輪機(jī)內(nèi)部的溫度，采用滑動參數(shù)引導(dǎo)方式，在汽輪機(jī)啟動運(yùn)行階段，需要提供盡可能多的-新的蒸汽過熱溫度，在調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的運(yùn)行溫度時，有必要確保加熱缸之間的溫差確實不超過50'C5。

4.2加強(qiáng)單位管理

在實際的生產(chǎn)建設(shè)中，我們還需要知道的是，當(dāng)汽輪機(jī)機(jī)組處于正常運(yùn)行狀態(tài)時，機(jī)組上的轉(zhuǎn)矩與蒸汽發(fā)生器的軸承力之間的電磁轉(zhuǎn)矩是相互平衡的，如果振動的軸承負(fù)荷值為太大，會引起扭矩的產(chǎn)生，出現(xiàn)在軸承上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力退化，長的F字，會引起汽輪機(jī)中軸承的疲勞效應(yīng)，降低汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和軸承的正常使用壽命，需要技術(shù)上的改進(jìn)針對汽輪機(jī)機(jī)組結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)對機(jī)組的監(jiān)督管理。

4.3防止油膜沖擊

在運(yùn)行作業(yè)和軸承時，會出現(xiàn)油膜振蕩問題，軸承劇烈振動，為減少出現(xiàn)油膜振蕩現(xiàn)象的可能性，可以采用增加軸承壓力值，減少軸承殼長度，調(diào)節(jié)軸承間隙的方法。在軸承中心的同時，調(diào)整軸承壓力負(fù)荷的位置，降低油的粘度，提高油溫或升油量是適當(dāng)?shù)摹?/p>

五.結(jié)語

總之，在汽輪機(jī)運(yùn)行研究中，振動試驗作為分析和研究的重要技術(shù)基礎(chǔ)，對于保證汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的意義。特別是在實際生產(chǎn)操作中，即使收到符合振動標(biāo)準(zhǔn)的裝置，也要做好裝置的振動監(jiān)測工作，然后注意裝置的操作，以達(dá)到有效地使振動檢測管理制度化和規(guī)范化。只有這樣，當(dāng)機(jī)組突然增加時，才能采取及時，正確的措施來防止蒸汽輪機(jī)的進(jìn)一步損壞，同時，雖然振動加劇，但尚未達(dá)到緊急停機(jī)的規(guī)格。將數(shù)值異常現(xiàn)象作為比較數(shù)據(jù)，找出原因，以達(dá)到準(zhǔn)確的治療效果。因此，加強(qiáng)對汽輪機(jī)異常振動的具體分析和研究具有重要的現(xiàn)實意義。

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（作者單位：華能海南發(fā)電股份有限公司東方電廠）