大型火電廠汽輪機軸承振大原因分析及處理措施

王有利

（福建大唐國際寧德發電有限公司，福建 福安 355006）

汽輪機是大型火力發電廠發電設備運行最重要的組成，其運行效率極大地影響著發電廠的發電效率，汽輪機組在長時間高負荷的運轉下會導致軸承振動性加大而對機組設備的生產運行效率帶來影響。面對火電廠汽輪機軸承振大的問題，需要受到發電廠經管理者和經營者的重視，投入更多的技術人員和成本對軸承振大問題進行修復，問題的處理修復工作的開展一方面需要找到軸承振大的原因分析其影響因素，另一方面，則是需要對汽輪機組的生產工作進行優化，通過具有針對性、科學性的技術手段融入來保障汽輪機組的安全可靠運行。

1 大型火電廠汽輪機軸承振大的原因分析

1.1 汽輪機的非正常運行

大型火電廠汽輪機在設備運行過程中出現軸承振大的原因，主要是由于汽輪機的非正常運行所導致，一方面是當汽輪機在運行處于不平衡負荷狀態時汽輪機中含有一定的負序電流分量，這容易造成軸承運轉電壓偏離理想狀態進而導致軸承在運轉過程中出現振動和損耗。另一方面，則是由于汽輪機轉子在運轉時電樞電流會引起轉子的倍頻轉矩脈振，雖然能夠通過在定子鐵芯采取一定的隔振處理，但由轉子帶來的不穩定電流依然會導致汽輪機的非正常運行。

1.2 凝汽器退出運行

在汽輪機的運行過程中，需要凝汽器參與運轉實現對設備的有效散熱，當部分凝汽器失效退出運行狀態，則會降低汽輪機的運轉效率，汽輪機轉子無法達到額定功率，這會導致軸承空轉的情況出現加大軸承的振動頻率。同時，當汽輪機冷凝器退出運行后，設備中的熱量無法得到有效發散，轉子的熱變形程度與轉子的運行時間有較大的關聯，只有當轉子變形程度超過其承受負荷后，才會對機組軸承的運轉帶來影響，這種來自金屬特性的變形問題帶來的軸承振大影響可以通過對機組設置定速運行時間及冷卻時間進行有效避免，但轉子發生的熱變形的原因并不完全與運行過程中的受熱有關，由于機組在運行一段時間后會有一定的冷卻時間，在此過程中，轉子會因為熱應力擴散不均勻而集中于轉子的某一處，在多次運行和冷卻后，轉子表面會呈現出凹凸不平的狀態，這將對機組的正常運行產生嚴重影響。

1.3 設備運行引起軸承摩擦振動

機械設備在運轉過程中摩擦現象不可避免，對于摩擦問題，如果不采取有效的優化處理措施則會對設備帶來巨大的損耗。在火電廠的汽輪機中，由摩擦振動引起的機組軸承振動加劇主要體現在轉子與軸承的摩擦、機組急停摩擦及轉子摩擦三個方面。在轉子與軸承的摩擦上，汽輪機組在運行時隨著區間波形的分化量增大，波形出現“削頂”不規則的軸承運轉會導致其振動加大。在機組急停產生的摩擦中，由于火電廠的生產過程極不穩定，當出現危及人身安全或者設備參數異常時造成機組設備急停的情況出現，機組緊急停車會在軸承間產生較大的慣性扭轉力使得軸承產生逆向轉動，軸承速度方向的變化會對機組帶來巨大的抖動。而在轉子自身產生的摩擦中，由于蒸汽通道中氣壓差的出現使得轉子轉動受到不平衡力的影響進而造成機組軸承振動加劇的情況出現。

1.4 運行操作人員的違規操作引起軸承振大

在現階段，火電廠中汽輪機機組操作人員的專業素質能力較差，面對設備的運行問題不能通過有效的操作方式進行處理，同時，操作人員在日常的工作中沒有提高對軸承振動大風險意識，有問題時未及時安排消缺，加劇了設備的損耗。同時，操作人員對于設備的運行管理意識缺乏，工作開始前不能按照規范要求對設備進行檢查，并且在定期的設備維護工作中為了節省時間設備的檢修只是停留在清潔打掃上，缺乏對設備的有效管理，設備的運行中必然會出現大量的故障問題，此外，操作人員的違規操作也對汽輪機設備的穩定運行造成了巨大影響，必須對員工展開相應的技術管理培訓，減少員工的錯誤或違規操作，提高員工的設備管理意識。

2 大型火電廠汽輪機軸承振大的處理方法

2.1 正確啟停汽輪機

汽輪機設備運行操作人員的不規范操作是引起火電廠汽輪機軸承振大的重要原因之一。因此，規范化運行人員的操作和重視運行人員的培訓將實現汽輪機的高效運行。汽輪機的啟停并不是簡單的開關設備操作，在開啟汽輪機時，應將新汽參數分為額定參數和滑參數，進而調節控制閥門進汽量，實現汽輪機的冷態、熱態、極熱態的方式啟動。同時，在閥門進汽過程中，還應對凝汽器中的冷卻水剩余進行檢查，避免汽輪機運行過程中凝汽器停運。而在汽輪機的停機操作中，一般而言，汽輪機的停機只需要依次序對各項控制系統進行關閉，但面對汽輪機出現異常聲響，凝汽器真空急劇下降、油系統著火等情況時應采取緊急停機的方式關閉汽輪機，避免軸承在汽輪機異常中振動加大出現燒瓦、碰撞變形等問題。運行操作人員在針對汽輪機軸承振大問題進行控制調整時，也可以通過降低電樞分散電流，對轉子提供持續的電力輸出來進行有效改善。此外，還需要通過運行人員制定曲線走勢圖將軸承變化的幅度與運轉負荷間變化比率進行記錄，分析不同運行狀態下設備摩擦力因素對軸承帶來的影響，進而更好地制定出設備生產運行的方案。同時，運行人員班組也應對汽輪機設備展開逐一的檢查，根據蒸汽流量特點對轉子、葉片所能承受的氣壓值進行參數調整，達到降低氣流激振的目的。

2.2 控制設備運行效率，減小轉子受熱變形

火電廠運行效率直接影響著火電廠的經濟效益，但一味地追求企業生產經濟效益則會導致設備損耗加大，加劇企業的生產成本投入，通過科學合理的對設備運行效率進行控制，才能夠實現火電廠的長遠可持續發展。控制設備運行效率主要體現在對設備轉子系統的調整控制，對轉子的溫度及偏心度進行監控、優化改善機組設備開停機工序三個方面。在對機組設備轉子系統的調整控制上，需要操作技術人員利用先進的技術設備對轉子的旋轉重心進行監測并通過調整機組設備運行工頻使得轉子的重心時刻均勻分布，從而實現對轉子系統的穩定控制。在轉子溫度及偏心的監控工作上，這對于設備運行效率調整的操作指令較少，主要要求檢修維護人員在適逢停機時展開對轉子零件的檢查，將產生偏心或表面存在凹凸的轉子及時修復，消除轉子熱彎曲對軸承造成的振大現象，此外，對于轉子溫度的監控還能夠有效避免汽輪機組過熱對內部設備帶來的損耗加劇情況出現。而在機組設備開停機工序的優化改善方面，主要是為了避免機組設備突然啟動或停車對軸承帶來的抖動，減少開停機過程中產生的靜動摩擦，使設備平穩的啟動這將有效防止軸承的不規則振動情況出現。

2.3 加強對運行中軸封監視和調整

汽輪機中的軸封自動裝置能夠有效提高軸承運轉效率，并且能夠給軸承運轉提供密閉的環境，避免空氣流入使軸承發生不規則振動，軸封自動裝置是依靠自動化技術對軸承密封腔進行監控，汽輪機運行操作人員可以通過對軸封裝置的自動化監視器對軸承的運轉情況進行動態了解，當軸承發生異常振動時，可以通過調節軸封裝置內外壓力差降低軸承振動。在汽輪機實際的運行過程中，運行操作人員往往會淡化對軸封裝置的監視，只有自動化設備發出警告后才進行相應調整，因此，強調設備運行操作人員對軸封裝置的監視和調整工作，使軸承異常問題出現的第一時間就展開相應的參數調節，這樣才能夠保障汽輪機運行的穩定可靠。

3 結語

綜上所述，大型火電廠汽輪機軸承振大的主要是由于受熱、摩擦、氣流激振三種因素所造成，同時，操作人員的不規范操作或失誤操作同樣也造成了機組設備運行過程中軸承振大的情況出現。為了有效避免軸承振動對機組生產帶來的影響，可以通過設置專業的維護檢修部門對設備進行定期修復處理，科學化控制機組設備的生產運行效率，降低設備運轉過程中的內部摩擦損耗和氣流激振影響，強調運行操作人員對汽輪機啟停，展開細致而嚴密的運行維護將有效避免機組設備在運行過程中軸承振動加大的情況出現。