汽輪機(jī)運(yùn)行振動(dòng)的大原因分析及應(yīng)對措施

謝晨宇　王興邦

摘?要：汽輪機(jī)運(yùn)行過程中會(huì)受到各種因素的干擾而發(fā)生振動(dòng)大的現(xiàn)象，對汽輪機(jī)安全運(yùn)行帶來隱患。本文通過對汽輪機(jī)振動(dòng)原因的分析，闡述了振動(dòng)所造成的危害，并提出了相應(yīng)的振動(dòng)應(yīng)對措施，有利于提高汽輪機(jī)的運(yùn)行效率，為火電廠的正常生產(chǎn)提供重要保障，對實(shí)踐具有重要的參考與指導(dǎo)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);異常振動(dòng);措施

汽輪機(jī)作為重要的能量轉(zhuǎn)換動(dòng)力機(jī)械，在日常運(yùn)行中故障最為明顯的表現(xiàn)就是異常振動(dòng)。造成汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因種類繁多，對于故障分析需要極強(qiáng)的專業(yè)性，有效應(yīng)對汽輪機(jī)的異常振動(dòng)，做好故障原因分析與應(yīng)對，能夠確保汽輪機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行。

1 汽輪機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的主要原因

1.1 運(yùn)行中中心不正

汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)升速或者是負(fù)荷太快，引起汽輪機(jī)氣缸的受熱膨脹的不均勻現(xiàn)象，或者系統(tǒng)內(nèi)部的卡澀等導(dǎo)致氣缸的自由膨脹受到約束，使得氣缸對轉(zhuǎn)子歪斜，機(jī)組的不正常移位會(huì)產(chǎn)生振動(dòng);機(jī)組安裝的不正確或者不規(guī)范，中心位置不對，運(yùn)行時(shí)振動(dòng)隨著負(fù)荷增加而加強(qiáng);機(jī)組的進(jìn)汽溫度異常，導(dǎo)致脹差與氣缸變形的幾率增大，比如軸封的向上抬起會(huì)導(dǎo)致軸向位移引起振動(dòng);轉(zhuǎn)子與汽缸不同心容易產(chǎn)生間隙振動(dòng)。

1.2 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡

機(jī)組運(yùn)行中葉片的脫落與磨損、腐蝕等現(xiàn)象使得轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不均勻，這種不均勻會(huì)使得轉(zhuǎn)子受到離心力的沖擊發(fā)生振動(dòng);轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲也會(huì)引起振動(dòng)，主要是由于轉(zhuǎn)子彎曲后引起了汽輪機(jī)內(nèi)部組件的摩擦，該種振動(dòng)與轉(zhuǎn)子質(zhì)量不均勻受到離心力沖擊之后所引起的振動(dòng)相類似，但是也有不同，這種振動(dòng)最典型的表現(xiàn)是軸向振動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度超出了臨界的轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子的軸向振動(dòng)效果更為明顯;汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子油膜不穩(wěn)定或者是受到其他外力作用遭到破壞等，也會(huì)引起振動(dòng)，主要是油膜在遭到破壞以后，使得軸瓦烏金燒毀形成軸頸的彎曲;汽輪機(jī)內(nèi)部各組件之間發(fā)生摩擦?xí)鹫駝?dòng)，主要是動(dòng)葉片與靜葉片之間的摩擦、通流部分間隙與安裝的處理不當(dāng)?shù)鹊哪Σ烈鸬恼駝?dòng);水沖擊也會(huì)引起振動(dòng)，這種沖擊會(huì)造成轉(zhuǎn)子軸向推力與扭力之間的不平衡，產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。

2 汽輪機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的危害

2.1 軸封磨損

軸封的磨損將造成其密封的破壞，導(dǎo)致外漏氣的增大，蒸汽在進(jìn)入軸系以后，潤滑油中由于混入了大量的水分，從而破壞了油膜，軸瓦烏金熔化，進(jìn)而造成漏氣損失。當(dāng)隔板汽封受到震動(dòng)影響而出現(xiàn)磨損時(shí)，將會(huì)使得級(jí)間漏氣程度加深，轉(zhuǎn)子上的軸向力加大，進(jìn)而引起推力瓦烏金的熔化現(xiàn)象，機(jī)組的整體運(yùn)行受到影響。

2.2 滑銷系統(tǒng)磨損

脫銷系統(tǒng)作為整體機(jī)組的重要組成部分，對于固定汽輪機(jī)氣缸與軸承外殼具有重要的作用，另一方面，如果汽輪機(jī)在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)受熱或者冷卻現(xiàn)象，脫銷系統(tǒng)可以進(jìn)行調(diào)整使得機(jī)組膨脹或者收縮。當(dāng)汽輪機(jī)振動(dòng)異常時(shí)，會(huì)造成脫硝系統(tǒng)的磨損，如果磨損嚴(yán)重將會(huì)造成機(jī)組的熱膨脹，長此以往會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，造成巨大的損失。

2.3 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)部件松動(dòng)、損壞

汽輪機(jī)的異常振動(dòng)還會(huì)造成發(fā)電機(jī)部件的松動(dòng)與損壞，造成設(shè)備整體的運(yùn)行受到影響。汽輪機(jī)的異常振動(dòng)威脅著機(jī)組的安全高效運(yùn)行，但汽輪機(jī)的振動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜與極具專業(yè)性的問題，這也就造成了必須對于汽輪機(jī)的振動(dòng)情況引起重視，實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)振動(dòng)異常現(xiàn)象，并加以分析及解決。

3 應(yīng)對措施

3.1 提高故障預(yù)警、分析能力

由于汽輪機(jī)的異常振動(dòng)是較為常見的現(xiàn)象，而異常振動(dòng)又是故障預(yù)警的標(biāo)志，異常振動(dòng)說明了機(jī)組存在問題，安裝的不合理等都可能造成異常振動(dòng)。因此，為防止汽輪機(jī)的異常振動(dòng)現(xiàn)象，可以通過對新安裝與檢修的設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)行，測試各種軸承振動(dòng)等的標(biāo)準(zhǔn)，在測試通過以后再進(jìn)行使用。如果振動(dòng)測試不通過，則需要進(jìn)行故障分析與查找，采取相應(yīng)的措施來進(jìn)行故障應(yīng)對，將振動(dòng)調(diào)整至合理范圍，之后再進(jìn)行設(shè)備的投入與使用。

3.2 完善監(jiān)視、監(jiān)督機(jī)制

汽輪機(jī)機(jī)組中，可以安裝軸承振動(dòng)測試裝置與大軸振動(dòng)測試裝置，這些裝置的安裝可以便于對機(jī)組的振動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測，一旦出現(xiàn)異常振動(dòng)，相應(yīng)監(jiān)視裝置就會(huì)發(fā)出預(yù)警，提醒設(shè)備檢測人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，技術(shù)人員及時(shí)進(jìn)行檢修，可以減少機(jī)組運(yùn)行中的安全事故。對于汽輪機(jī)的振動(dòng)監(jiān)督要做到制度化、規(guī)范化，異常振動(dòng)情況要及時(shí)檢修和處理，防止異常振動(dòng)的加強(qiáng)對機(jī)組造成破壞。

3.3 優(yōu)化機(jī)組保護(hù)

汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，安裝相應(yīng)的振動(dòng)監(jiān)視裝置和保護(hù)系統(tǒng)，并建立信號(hào)報(bào)警與控制系統(tǒng)，構(gòu)成了保護(hù)汽輪機(jī)安全高效運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)備。另外，機(jī)組應(yīng)該安裝振動(dòng)保護(hù)的相關(guān)設(shè)施，當(dāng)汽輪機(jī)的振動(dòng)超過了既定的安全范圍時(shí)，就會(huì)發(fā)出脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)該裝置保護(hù)機(jī)組電路，自動(dòng)關(guān)閉主汽門，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)通知相關(guān)技術(shù)人員，可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)組的有效保護(hù)。但是，近年來隨著機(jī)組容量的增大，導(dǎo)致對于汽輪機(jī)的監(jiān)視與保護(hù)裝置提出了更高的要求，需要這些裝置具有更高的安全性與可靠性，來進(jìn)行汽輪機(jī)振動(dòng)的監(jiān)視與保護(hù)。

4 結(jié)語

汽輪機(jī)的正常振動(dòng)對于整體機(jī)組的正常運(yùn)行具有重要的作用，一方面實(shí)現(xiàn)了對機(jī)組的安全控制，另一方面又確保了生產(chǎn)的正常進(jìn)行，對于整個(gè)電力與供汽系統(tǒng)而言就有重要的意義。因此，在實(shí)際的生產(chǎn)操作中，要采用科學(xué)合理的方式避免振動(dòng)異常現(xiàn)象的出現(xiàn)。機(jī)組投入使用之前，要進(jìn)行試運(yùn)行測試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常振動(dòng)并妥善處理，安裝必要的監(jiān)視與保護(hù)控制系統(tǒng)，對振動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測與保護(hù)，保證整體機(jī)組的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]張玉駒.汽輪機(jī)運(yùn)行振動(dòng)的危害原因分析及處理方法[J].鹽科學(xué)與化工，2018，47（05）：45-47.

[2]蔡強(qiáng)，黎瑜春.汽輪機(jī)間歇性突發(fā)振動(dòng)原因分析及處理[J].現(xiàn)代機(jī)械，2017（5）：98-100.

[3]朱皓凱.汽輪機(jī)振動(dòng)故障的原因分析與處理[J].中國高新區(qū)，2017（19）：124-125.