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汽轮发电机组振动的大小直接关系到机组能否安全运行,而对于发电厂来说安全就是最大的经济效益。引起机组振动过大或者不正常的原因有很多,既有设计制造方面的原因,也有运行方面的原因,还有安装和检修等方面的原因。
1设计制造方面
汽轮发电机转子是一个高速旋转机械,如果转子的质心与旋转中心不重合则会因为转子的不平衡而产生一个离心力,这个离心力对轴承产生一个激振力使之引起机组振动,如果这个离心力过大,则机组的振动就会异常。制造过程中,转子不平衡量较大的原因主要由是机械加工精度不够和装配质量较差引起,所以必须提高加工精度,同时保证装配质量,才能保证转子的原始不平衡量不致于太大。另外,如果机组的设计不當也会引起机组的振动。所以,在设计阶段轴承的选用是非常重要的,如果轴承选取不当,则会因为轴承稳定性太差而转子极小的不平衡量也可能引起机组较大的振动,或者油膜形成不好而极易诱发油膜振动。
2安装和检修方面
2.1轴承标高
如果两端支撑的轴承标高不在一个合理的范围内,则两端轴承的负荷分配就不合理。负荷较轻的一边,轴瓦内的油膜形成不好或者根本不能建立油膜,这样,极易诱发机组的自激振动包括油膜振动和汽流激振等;负荷较重的一边,轴瓦乌金温度肯定偏高,当轴瓦乌金温度达到一定值时,很容易产生碾瓦现象,从而引发机组的振动。
因此在机组大修或者安装期间,应该根据制造厂家的建议,再结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行认真的调整。
2.2机组中心
严格讲,机组中心应包括转子与汽缸或静子的同心度、支撑转子各轴承的标高、轴系连接的同心度和平直度。如果转子与汽缸或静子的同心度偏差过大,则可能会引起汽流激振、电磁激振和动静碰磨。若碰磨发生在转轴处,则会使转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。
2.3轴承自身特性
轴承自身特性对机组振动的影响主要包括轴瓦紧力、顶隙和连接刚度等几个方面。轴瓦紧力和顶隙主要影响轴承的稳定性,如果轴承的稳定性太差,在外界因素的影响下容易使机组振动超标。轴承的连接情况主要对轴承刚度产生影响,若轴承刚度不够,在同样大小的激振力下引起的振动较大,所以必须将轴承各连接螺栓拧紧,现场经常发现由于连接螺栓未拧紧而引起振动的现象。
2.4滑销系统
不论是汽轮机还是发电机,当机组带负荷受热后都要产生膨胀,而又不能让其自由膨胀,滑销系统就是用于引导机组膨胀的。当由于某种原因使滑销系统卡涩时,机组的膨胀就会受到限制,当机组的膨胀受到限制时就会引起机组较大的振动,严重时以至于不能开机或者引起动静碰磨,从而造成更大的破坏。由于膨胀受到限制而无法开机的现象在现场经常出现,因此在检修和安装期间应该对此引起高度重视。
2.5动静间隙
汽轮机转子与汽缸和轴封之间以及发电机转子与静子之间都存在间隙。当汽轮机转子与汽缸之间的间隙过大时,汽轮机内效率会降低;当汽轮机与轴封之间的间隙过大时可能引起蒸汽外漏或者空气内漏,从而影响机组的效率和真空;当发电机转子与静子之间的间隙过大时同样会影响发电机的效率。因此合理调整隔板汽封、端部汽封以及发电机转子与静子之间的间隙是非常重要的。
2.6转子结垢
在大修期间,一般都要对汽轮机叶片上的结垢进行清理,在进行除垢时应该保证除垢方法的正确性,同时要注意对整个转子都要进行除垢,否则可能会在转子上产生新的质量不平衡,这种现象曾经在有的电厂发生过。
3运行引起震动的因素3.1机组膨胀
前已述及,机组的滑销系统对机组振动的影响情况,而机组的膨胀是受其滑销系统制约的。当滑销系统本身不存在问题时,如果运行人员操作不当,机组也会出现膨胀不畅的问题。最明显的例子是在开机过程中,当机组的暖机时间不够或者升速加负荷过快,则机组各部分的膨胀就不一样,这样一方面会产生应力,减少机组的寿命;另一方面就会引起过大的差别膨胀,从而影响机组的开机过程。当机组的膨胀不充分时,极易引起机组的振动和动静碰磨。
3.2润滑油温
轴颈在轴瓦内的稳定性如何决定了机组诱发振动的可能性有多大,当稳定性太差时,外界因素的变化很容易引起机组振动的产生。而润滑油在轴瓦内形成的油膜如何又是影响转子稳定性的一个重要影响因素,油膜的形成除了与轴承乌金有关外,还有一个重要因素就是润滑油油温,润滑油油温应该在一个合理的范围内,过高过低都对油膜的形成不利。
3.3轴封温度
每一轴封的温度都不一样,在运行规程所允许的范围内调整轴封温度会对机组的振动产生一定的影响。轴封温度对机组振动的影响主要表现为温度对轴承座标高的影响和温度对端部汽封处动静间隙的影响,这两方面对机组振动的影响机理在前面已经叙述,在此不再重复。
3.4机组真空和排汽缸温度
机组真空和排汽缸温度总是相辅相成的,其中一个因素的变化必然引起另一个因素的改变。对于轴承座坐落在排汽缸上的机组来说,排汽缸温度的变化主要表现在对轴承座标高的影响上,所以会对机组的振动产生影响。
3.5发电机转子电流
当电流通过发电机转子时会产生热量,这部分热量就要会使发电机转子产生膨胀,当发电机本身存在一定量的质量不平衡时,由于膨胀会使该不平衡量产生的力矩发生改变,从而引起机组的振动变化;当发电机自身存在膨胀不均时,即使冷态情况下质量平衡较好,也会由于膨胀的不均匀性产生动态的质量不平衡,而这一质量不平衡在发电机转子恢复到冷态时也会随之消失。
3.6断叶片
当汽轮机发生断叶片时,转子的质量分布明显发生改变,因此机组的振动会发生明显的变化,这种情况在现场有时可能不会被察觉,因为振动的变化既包括振动大小的变化也包括振动相位的变化,而现场大多数仪表只能监视振动大小的变化。为了尽量避免断叶片的现象发生,除了在设计制造和安装检修期间采用适当的措施来保证外,运行中在增减机组负荷时应尽量平稳。
1设计制造方面
汽轮发电机转子是一个高速旋转机械,如果转子的质心与旋转中心不重合则会因为转子的不平衡而产生一个离心力,这个离心力对轴承产生一个激振力使之引起机组振动,如果这个离心力过大,则机组的振动就会异常。制造过程中,转子不平衡量较大的原因主要由是机械加工精度不够和装配质量较差引起,所以必须提高加工精度,同时保证装配质量,才能保证转子的原始不平衡量不致于太大。另外,如果机组的设计不當也会引起机组的振动。所以,在设计阶段轴承的选用是非常重要的,如果轴承选取不当,则会因为轴承稳定性太差而转子极小的不平衡量也可能引起机组较大的振动,或者油膜形成不好而极易诱发油膜振动。
2安装和检修方面
2.1轴承标高
如果两端支撑的轴承标高不在一个合理的范围内,则两端轴承的负荷分配就不合理。负荷较轻的一边,轴瓦内的油膜形成不好或者根本不能建立油膜,这样,极易诱发机组的自激振动包括油膜振动和汽流激振等;负荷较重的一边,轴瓦乌金温度肯定偏高,当轴瓦乌金温度达到一定值时,很容易产生碾瓦现象,从而引发机组的振动。
因此在机组大修或者安装期间,应该根据制造厂家的建议,再结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行认真的调整。
2.2机组中心
严格讲,机组中心应包括转子与汽缸或静子的同心度、支撑转子各轴承的标高、轴系连接的同心度和平直度。如果转子与汽缸或静子的同心度偏差过大,则可能会引起汽流激振、电磁激振和动静碰磨。若碰磨发生在转轴处,则会使转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。
2.3轴承自身特性
轴承自身特性对机组振动的影响主要包括轴瓦紧力、顶隙和连接刚度等几个方面。轴瓦紧力和顶隙主要影响轴承的稳定性,如果轴承的稳定性太差,在外界因素的影响下容易使机组振动超标。轴承的连接情况主要对轴承刚度产生影响,若轴承刚度不够,在同样大小的激振力下引起的振动较大,所以必须将轴承各连接螺栓拧紧,现场经常发现由于连接螺栓未拧紧而引起振动的现象。
2.4滑销系统
不论是汽轮机还是发电机,当机组带负荷受热后都要产生膨胀,而又不能让其自由膨胀,滑销系统就是用于引导机组膨胀的。当由于某种原因使滑销系统卡涩时,机组的膨胀就会受到限制,当机组的膨胀受到限制时就会引起机组较大的振动,严重时以至于不能开机或者引起动静碰磨,从而造成更大的破坏。由于膨胀受到限制而无法开机的现象在现场经常出现,因此在检修和安装期间应该对此引起高度重视。
2.5动静间隙
汽轮机转子与汽缸和轴封之间以及发电机转子与静子之间都存在间隙。当汽轮机转子与汽缸之间的间隙过大时,汽轮机内效率会降低;当汽轮机与轴封之间的间隙过大时可能引起蒸汽外漏或者空气内漏,从而影响机组的效率和真空;当发电机转子与静子之间的间隙过大时同样会影响发电机的效率。因此合理调整隔板汽封、端部汽封以及发电机转子与静子之间的间隙是非常重要的。
2.6转子结垢
在大修期间,一般都要对汽轮机叶片上的结垢进行清理,在进行除垢时应该保证除垢方法的正确性,同时要注意对整个转子都要进行除垢,否则可能会在转子上产生新的质量不平衡,这种现象曾经在有的电厂发生过。
3运行引起震动的因素3.1机组膨胀
前已述及,机组的滑销系统对机组振动的影响情况,而机组的膨胀是受其滑销系统制约的。当滑销系统本身不存在问题时,如果运行人员操作不当,机组也会出现膨胀不畅的问题。最明显的例子是在开机过程中,当机组的暖机时间不够或者升速加负荷过快,则机组各部分的膨胀就不一样,这样一方面会产生应力,减少机组的寿命;另一方面就会引起过大的差别膨胀,从而影响机组的开机过程。当机组的膨胀不充分时,极易引起机组的振动和动静碰磨。
3.2润滑油温
轴颈在轴瓦内的稳定性如何决定了机组诱发振动的可能性有多大,当稳定性太差时,外界因素的变化很容易引起机组振动的产生。而润滑油在轴瓦内形成的油膜如何又是影响转子稳定性的一个重要影响因素,油膜的形成除了与轴承乌金有关外,还有一个重要因素就是润滑油油温,润滑油油温应该在一个合理的范围内,过高过低都对油膜的形成不利。
3.3轴封温度
每一轴封的温度都不一样,在运行规程所允许的范围内调整轴封温度会对机组的振动产生一定的影响。轴封温度对机组振动的影响主要表现为温度对轴承座标高的影响和温度对端部汽封处动静间隙的影响,这两方面对机组振动的影响机理在前面已经叙述,在此不再重复。
3.4机组真空和排汽缸温度
机组真空和排汽缸温度总是相辅相成的,其中一个因素的变化必然引起另一个因素的改变。对于轴承座坐落在排汽缸上的机组来说,排汽缸温度的变化主要表现在对轴承座标高的影响上,所以会对机组的振动产生影响。
3.5发电机转子电流
当电流通过发电机转子时会产生热量,这部分热量就要会使发电机转子产生膨胀,当发电机本身存在一定量的质量不平衡时,由于膨胀会使该不平衡量产生的力矩发生改变,从而引起机组的振动变化;当发电机自身存在膨胀不均时,即使冷态情况下质量平衡较好,也会由于膨胀的不均匀性产生动态的质量不平衡,而这一质量不平衡在发电机转子恢复到冷态时也会随之消失。
3.6断叶片
当汽轮机发生断叶片时,转子的质量分布明显发生改变,因此机组的振动会发生明显的变化,这种情况在现场有时可能不会被察觉,因为振动的变化既包括振动大小的变化也包括振动相位的变化,而现场大多数仪表只能监视振动大小的变化。为了尽量避免断叶片的现象发生,除了在设计制造和安装检修期间采用适当的措施来保证外,运行中在增减机组负荷时应尽量平稳。