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【摘要】电是在居民日常生活上、工业生产上提供动力的能源,而电厂作为电力的供应单元发挥着非常重要的作用,其安全稳定运行关系着电力的供应持续与否,也关系这人们正常的生活、生产,汽轮机作为发电厂设备的重要组成部分,如果出现故障,就会影响整个电力系统的运行,本文主要简要分析了汽轮机的工作原理,常见的一些故障及预防措施。
【关键词】汽轮机;故障;措施
1.汽轮机异常振动
汽轮机是高速旋转机械,因此运行中总是存在不同程度、方向的振动,凡是限定范围内的振动不会对设备造成危害,是允许的。但由于各种原因,机组运行过程尤其在试运行时会出现振动异常,固然产生不正常振动的原因很多,振动异常大多是安装不合要求及运行维护不当引起的。
1.1管道问题
蒸汽管路:法兰接口明显错位强制连接或管路布置不合理,作用在汽轮机上的力和力矩超过允许值。振动异常时特征是:振动与汽轮机热状态有关,达到一定负荷(温度)振幅明显增大,振动频率与转速合拍,振动信号中有低频分量。在汽轮机前、后部位检测轴及轴承座的振动,前部振动大很可能是进汽管路有问题;后部振动大,大多是排汽管路问题所
1.2对中不好
汽轮机转子与被驱动机转子对中不好:汽轮机单机试车振动良好,机组试出现振动异常,如振动波形有二倍频谐波,大体上可判定振动是由转子对中不好所致,检测轴承座壳体振动,轴向振幅增大表明端面平行度超差;径向振幅增大通常是不同轴度偏差过大,不过往往是两者同时存在。处理措施:停机,重新调整转子对中状态。如由于外部原因,一时不允许校正对中值,可临时在转子的缸外辅助平衡面上进行不平衡校正,不过这只能是一种权宜之计,彻底的解决办法是在机组停机后,将转子对中调整到正确位置并复校转子平衡状态。
2.转子不平衡
由于转动部件发生径向、周向位移、转轴裂纹、弯曲等原因,转子平衡状况随运行时间、机组工况变化而变化,这是引起不稳定普通强迫振动的主要激振力,它涉及的故障范围很广。取得这一诊断的要点是,基频振幅或相位随运行时间、机组工况而变,排除了轴承座连接刚度、共振变化、不对称电磁力、联轴器与轴配合紧力不足等故障之后,即可明确引起振动变化的故障原因,是转子平衡状态的变化。为了消振的需要,这种故障诊断一般要具体到转子平衡变化是由哪一个部件故障引起的,因此诊断难度很大,在诊断步骤上首先应根据振动特征,对发生的不稳定不平衡进行分类,然后对不稳定不平衡在轴系中的轴向位置、不平衡量作出诊断,再按不稳定不平衡类别、转子结构、振动机理、故障历史进行分析、推理,最后才能对故障部件作出诊断。
3.轴系同心度和平直度偏差
3.1转子与汽缸或静子的同心度。检查转子与汽缸或静子同心度,这是机组安装、检修中一项重要工作。如其偏差过大,则可能会引起汽流激振、电磁激振、动静碰磨。若碰磨发生在转轴处,会使转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。因此,在安装过程中,汽轮机台班就位,汽缸及轴承座就位安装,转子在汽缸内找中心,联轴器找中心,汽封、通流部位间隙的测量和调整、复查联轴器中心、联轴器连接等诸多环节应作好中间过程的质量控制工作。启动前轴偏心、汽缸温差、差胀等重量参数一定要控制在规程规定的范围内,否则摩擦将使转子弯曲引起振动增加,甚至无法启动机组。在启动过程中,机组发生动静摩擦时不能强行升速,否则容易造成大轴永久弯曲。如果转速在临界转速以下,应该立即打闸停。
3.2轴承座标高和左右位置偏差。检查转子对中或找正,是将联轴器断开,检测联轴器圆周和端面开口偏差(上下、左右),将这种偏差称作机组中心不正。这种偏差产生主要有以下两方面原因:
3.2.1联轴器缺陷:当联轴器法兰外圆与轴颈不同心、联轴器法兰止口或螺栓孔节圆不同心,端面瓢偏,连接螺丝紧力明显不对称时,否认圆周和端面如何正确,当把连接螺栓拧紧后,都会使连接轴系不同心和不平直。
3.2.2如忽略联轴器缺陷,当其圆周、端面开口存在显著偏差时,拧紧联轴器螺栓,虽然连接的轴系仍然同心和平直,在旋转状态下并不直接产生振动的激振力,但它会产生很多不良后果。
4.油系统故障及排除
汽轮机必须设置油系统,其作用主要是供给机组各轴承润滑油,使轴颈和轴瓦之间形成油膜,以减少摩擦损失,同时带走由摩擦产生的热量和由转子传来的热量;供给动力驱动、调节系统和保安装置用油;供给油密封装置密封油以及大型机组的顶油装置用油。供油系统必须在任何情况下都能保证可靠用油,否则会引起轴瓦乌金的损坏或熔化,影响动力控制,严重时会造成设备的损坏事故。
4.1主、辅油泵切换困难
自带主油泵的汽轮机,起动过程中达到切换转速后,停用辅助油泵机组无法继续运行,其原因主要有:
(1)油箱位置低于布置图要求的标高增大了油泵的吸油高度或油泵进口油管加长且增加了弯头使油泵进口压力降低,造成主油泵因吸油困难而无法正常工作,这种情况如增大引射器喷油量仍无改善,那最好是修改主油泵进油管路;
(2)注油引射器底阀不能正常开启,达不到要求的开度,引射器吸油损失增大使主油泵吸油困难。检查底阀,如有卡澀,通过修理使其运作正常,必要时,对油箱的油用滤油机重新过滤;
4.2漏油问题
(1)部件装配、油管路装接时操作不符合要求,造成密封不良,密封面损伤,与油接触连接面局部离缝等,这些缺陷引起的漏油、渗油在试运行时就会显露,根据对漏油部位的检查,作相应处理,消除漏油。
(2)机组运行中因密封件磨损等原因引起的漏油,根据部件特点酌情处置:勿需停用可随时进行维修的设备如截止阀、闸门等,阀杆处漏油时,适当压紧密封填料,在检修时再作进一步处理;可切换运行的设备,如电动油泵,发现泵的轴封处漏油时,起动辅助泵,修理或更换停运泵的轴封;对只能在机组停机后通过检修消除缺陷的设备,如调节汽阀油动机,主要靠巡检查认真观察,在油动机活塞杆处发现渗油的蛛丝马迹时要引起重视并作好记录,若渗油日渐增多,应利用机组停机的机会,及时修理活塞杆或更换密封件,防微杜渐,以免发生油动机冒油强迫停机的故障。
5.结语
通过以上分析可知,事故是可以预防的,在实际工作中,应加强以两点工作:
(1)加强运行监测及巡视检查力度,提高值班人员责任意识。时刻注意温度、压力、油质、振动、位移、胀差、真空等参数变化情况,异常情况及时发现、及时分析、及时调整。
(2)加强设备运行状态监测。借助科学仪器,对设备运行过程中的状态进行检测,及时发现隐形缺陷或故障苗头,把设备缺陷或故障消灭在萌芽状态。
参考文献
[1]尹鲁,李明涛.浅谈汽轮机的常见故障及检修方法[J].中国新技术新产品,2011(08)
[2]郭天霞.汽轮机常见故障排除方法与分析[J].黑龙江科技信息,2011(20)
【关键词】汽轮机;故障;措施
1.汽轮机异常振动
汽轮机是高速旋转机械,因此运行中总是存在不同程度、方向的振动,凡是限定范围内的振动不会对设备造成危害,是允许的。但由于各种原因,机组运行过程尤其在试运行时会出现振动异常,固然产生不正常振动的原因很多,振动异常大多是安装不合要求及运行维护不当引起的。
1.1管道问题
蒸汽管路:法兰接口明显错位强制连接或管路布置不合理,作用在汽轮机上的力和力矩超过允许值。振动异常时特征是:振动与汽轮机热状态有关,达到一定负荷(温度)振幅明显增大,振动频率与转速合拍,振动信号中有低频分量。在汽轮机前、后部位检测轴及轴承座的振动,前部振动大很可能是进汽管路有问题;后部振动大,大多是排汽管路问题所
1.2对中不好
汽轮机转子与被驱动机转子对中不好:汽轮机单机试车振动良好,机组试出现振动异常,如振动波形有二倍频谐波,大体上可判定振动是由转子对中不好所致,检测轴承座壳体振动,轴向振幅增大表明端面平行度超差;径向振幅增大通常是不同轴度偏差过大,不过往往是两者同时存在。处理措施:停机,重新调整转子对中状态。如由于外部原因,一时不允许校正对中值,可临时在转子的缸外辅助平衡面上进行不平衡校正,不过这只能是一种权宜之计,彻底的解决办法是在机组停机后,将转子对中调整到正确位置并复校转子平衡状态。
2.转子不平衡
由于转动部件发生径向、周向位移、转轴裂纹、弯曲等原因,转子平衡状况随运行时间、机组工况变化而变化,这是引起不稳定普通强迫振动的主要激振力,它涉及的故障范围很广。取得这一诊断的要点是,基频振幅或相位随运行时间、机组工况而变,排除了轴承座连接刚度、共振变化、不对称电磁力、联轴器与轴配合紧力不足等故障之后,即可明确引起振动变化的故障原因,是转子平衡状态的变化。为了消振的需要,这种故障诊断一般要具体到转子平衡变化是由哪一个部件故障引起的,因此诊断难度很大,在诊断步骤上首先应根据振动特征,对发生的不稳定不平衡进行分类,然后对不稳定不平衡在轴系中的轴向位置、不平衡量作出诊断,再按不稳定不平衡类别、转子结构、振动机理、故障历史进行分析、推理,最后才能对故障部件作出诊断。
3.轴系同心度和平直度偏差
3.1转子与汽缸或静子的同心度。检查转子与汽缸或静子同心度,这是机组安装、检修中一项重要工作。如其偏差过大,则可能会引起汽流激振、电磁激振、动静碰磨。若碰磨发生在转轴处,会使转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。因此,在安装过程中,汽轮机台班就位,汽缸及轴承座就位安装,转子在汽缸内找中心,联轴器找中心,汽封、通流部位间隙的测量和调整、复查联轴器中心、联轴器连接等诸多环节应作好中间过程的质量控制工作。启动前轴偏心、汽缸温差、差胀等重量参数一定要控制在规程规定的范围内,否则摩擦将使转子弯曲引起振动增加,甚至无法启动机组。在启动过程中,机组发生动静摩擦时不能强行升速,否则容易造成大轴永久弯曲。如果转速在临界转速以下,应该立即打闸停。
3.2轴承座标高和左右位置偏差。检查转子对中或找正,是将联轴器断开,检测联轴器圆周和端面开口偏差(上下、左右),将这种偏差称作机组中心不正。这种偏差产生主要有以下两方面原因:
3.2.1联轴器缺陷:当联轴器法兰外圆与轴颈不同心、联轴器法兰止口或螺栓孔节圆不同心,端面瓢偏,连接螺丝紧力明显不对称时,否认圆周和端面如何正确,当把连接螺栓拧紧后,都会使连接轴系不同心和不平直。
3.2.2如忽略联轴器缺陷,当其圆周、端面开口存在显著偏差时,拧紧联轴器螺栓,虽然连接的轴系仍然同心和平直,在旋转状态下并不直接产生振动的激振力,但它会产生很多不良后果。
4.油系统故障及排除
汽轮机必须设置油系统,其作用主要是供给机组各轴承润滑油,使轴颈和轴瓦之间形成油膜,以减少摩擦损失,同时带走由摩擦产生的热量和由转子传来的热量;供给动力驱动、调节系统和保安装置用油;供给油密封装置密封油以及大型机组的顶油装置用油。供油系统必须在任何情况下都能保证可靠用油,否则会引起轴瓦乌金的损坏或熔化,影响动力控制,严重时会造成设备的损坏事故。
4.1主、辅油泵切换困难
自带主油泵的汽轮机,起动过程中达到切换转速后,停用辅助油泵机组无法继续运行,其原因主要有:
(1)油箱位置低于布置图要求的标高增大了油泵的吸油高度或油泵进口油管加长且增加了弯头使油泵进口压力降低,造成主油泵因吸油困难而无法正常工作,这种情况如增大引射器喷油量仍无改善,那最好是修改主油泵进油管路;
(2)注油引射器底阀不能正常开启,达不到要求的开度,引射器吸油损失增大使主油泵吸油困难。检查底阀,如有卡澀,通过修理使其运作正常,必要时,对油箱的油用滤油机重新过滤;
4.2漏油问题
(1)部件装配、油管路装接时操作不符合要求,造成密封不良,密封面损伤,与油接触连接面局部离缝等,这些缺陷引起的漏油、渗油在试运行时就会显露,根据对漏油部位的检查,作相应处理,消除漏油。
(2)机组运行中因密封件磨损等原因引起的漏油,根据部件特点酌情处置:勿需停用可随时进行维修的设备如截止阀、闸门等,阀杆处漏油时,适当压紧密封填料,在检修时再作进一步处理;可切换运行的设备,如电动油泵,发现泵的轴封处漏油时,起动辅助泵,修理或更换停运泵的轴封;对只能在机组停机后通过检修消除缺陷的设备,如调节汽阀油动机,主要靠巡检查认真观察,在油动机活塞杆处发现渗油的蛛丝马迹时要引起重视并作好记录,若渗油日渐增多,应利用机组停机的机会,及时修理活塞杆或更换密封件,防微杜渐,以免发生油动机冒油强迫停机的故障。
5.结语
通过以上分析可知,事故是可以预防的,在实际工作中,应加强以两点工作:
(1)加强运行监测及巡视检查力度,提高值班人员责任意识。时刻注意温度、压力、油质、振动、位移、胀差、真空等参数变化情况,异常情况及时发现、及时分析、及时调整。
(2)加强设备运行状态监测。借助科学仪器,对设备运行过程中的状态进行检测,及时发现隐形缺陷或故障苗头,把设备缺陷或故障消灭在萌芽状态。
参考文献
[1]尹鲁,李明涛.浅谈汽轮机的常见故障及检修方法[J].中国新技术新产品,2011(08)
[2]郭天霞.汽轮机常见故障排除方法与分析[J].黑龙江科技信息,2011(20)