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[摘 要]汽轮机是电厂的重要发电设备,其安全、稳定运行是电厂发电的保障,汽轮机可靠性在很大程度上取决于汽轮机的振动状态,汽轮机常见的故障有很多,本文要研究的是汽轮机异常振动问题,这是一种较为复杂的故障。如果汽轮机发生异常振动了,任何一个设备都脱不了关系,因为它们很有可能就是造成机组振动的原因,这样会给维修机轮增加难度。在汽轮机工作中,汽轮机的异常振动情况是普遍存在的,需要做到是进行故障的分析与解决,保证其故障解决方案的循序渐进,这需要针对其故障的特征进行故障的有效分析,进行故障点的积极查询,积极做好相关的机组维修记录。想快速准确的修好故障,关键是要对有可能导致汽轮机分正常振动的各个零件进行检查,逐个排除,分析透彻后再对症下药。
[关键词]汽轮机;异常振动;分析;对策
中图分类号:TG333.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)38-0379-01
汽轮机在生产运行时往往会发生的振动,其发生故障的原因有多种。本文从汽轮机的结构及特点出发,同时结合汽轮机运行特点提出汽轮机振动的故障原因分析,针对这些原因,提出了故障的查找和确定的先进测量技术方法,以此给汽轮机的维修带来很好的技术支持。
1.汽轮发电机组异常振动的危害
振动是指一种周期性的往复运动,处在高速旋转下的汽轮发电机组,在正常运行中总是存在着不同程度和方向的振动。对于振动,我们希望它愈小愈好。对设备危害不大的振动是允许的。这里所讲的振动,都是指对设备有危害,超出了允许范围的振动。
汽轮发电机组振动过大时可能引起的危害和严重后果有:机组部件连接处松动,地脚螺丝松动、断裂;机座基础产生裂缝:汽轮机叶片应力过高而疲劳折断;轴封装置发生摩擦或磨损,严重时可能因此一起主轴的弯曲;滑销磨损,滑销严重磨损时,还会影响机组的正常热膨胀,从而进一步引起更严重的事故;紧固螺钉松脱、断裂;转子护环松弛磨损,芯环破损,电气绝缘磨破,甚至造成接地或短路等。
从以上几点可以看出,振动直接威胁着机组的安全运行。因此,在机组一旦出现振动时,就应及时找出引起振动的原因,并予以消除,决不允许在强烈振动的情况下让机组继续运行。
2.汽轮机异常振动的因素分析与对策
汽轮机在正常运转过程中,常会由于各种原因的影响,引起汽轮机振动,一旦振动幅度和频率超出限定值,便有可能造成汽轮机故障,严重时还有可能导致重大事故发生。按照汽轮机振动的方向可将振动分为垂直振动、横向振动以及轴向振动三种,其中又以垂直振动较为常见,振动值也相对较大,横向振动时有发生,轴向振动发生几率较小。可将汽轮机振动产生的原因归纳为以下几种。
2.1 设计和制造
转子是汽轮发电机里面的一个重要零件,它的转动速度非常快。在这样高速旋转的状态下如果转子的重心与转轴中心不吻合,很有可能就会造成汽轮机的异常振动。所以,汽轮发电机里转子的装配、叶片装配都应做动平衡试验,转子组件在工厂内完成前也应测验在低速和高速的情况下转子是否保持动平衡,以保证在一定范围内的误差不会导致汽轮机发生异常振动。如果刚出厂就由于转子的不平衡造成汽轮机异常振动,这说明了制造商在生产过程中的质量把关不负责任,对发动机转子的加工精度不够。为了保证汽轮机能有较高的质量,生产商必须要提高生产技术,进行动平衡实验,确保转子高质量、高品质。除了转子的制造不精密造成汽轮机的不正产振动外,在汽轮机机组的不合理设计也会导致这个故障。
2.2 安装和检修
安装和检修汽轮发电机组的质量好坏会对汽轮机的振动产生巨大的影响。通过专门的实验研究分析发现汽轮机发生不正常振动多数是由于汽轮机的安装和检修方法不恰当导致的。所以机组的振动往往可以通过安装或维修来进行解决。
1)轴承的标高
轴承支撑着转子的两端,从汽轮机的构造看,如果轴承的高度不符合条件会导致转子两端承受的压力不平衡,承受較轻负荷的那一边,油膜轴承将不会或不能形成油膜,这将导致发电机自激振动,油膜振荡、汽流激振;而另外一端的重负荷一侧,承压太大,会导致轴承温度过高,当温度达到一定时,易导致轴承巴氏合金过热,导致汽轮机异常振动。因此在发电机检修或安装时,应根据生产工艺要求,结合实际情况现场仔细地调整机组轴承标高。由于各个单位的实际技术水平和标准是不一样的,所以加热后膨胀指数也是不一样的,所以轴承的标高必须要根据电厂的实际情况来决定。?
2)轴承自身特性
轴承的振动自身的特点也会对汽轮机振动有影响,包括力,轴承间隙、连接刚度等方面。承载力和间隙是影响轴承稳定性的最主要因素,如果轴承的稳定性不好,再加之受到外界种种因素的影响,轴承极有可能超过正常的振动范围。此外,如果轴承没有用螺栓固定牢固也会造成汽轮机的异常振动,在以往的工作经验中,常常发生由于螺栓没有拧好而造成的异常振动状况。这是万万不可发生的,所以要加强对这方面的严谨态度,不能马虎。?
3)滑销系统
在加热后机组都会出现负荷膨胀的现象,无论是汽轮机还是发电机都是这样,这时就需要滑销系统来引导,使其不能任其膨胀。如果因为一些原因造成滑销系统不能正常工作,就会导致机组异常振动。情况严重会造成无法开机或者引起严重摩擦,甚至还会产生更严重的损害。在日常的工作中常常会出现无法开机的状况,所以在维护和安装滑销系统应格外注意。?
2.3 运行状况
除了上面提到的几种情况会导致机组异常振动外,机组的运行状态对振动情况也有很大的影响。
1)机组膨胀
若滑销系统自身运行良好,但是由于人为的使用方法不正确,负荷膨胀也会超过限制,出现一些问题。最好的证明是在引导过程中,当预热时间不够或提高转速和负荷过快,这样一方面会产生热应力,降低机器的使用寿命;另一方面,它会导致过度扩张的差异,从而影响启动过程部件。当扩展不充分,导致机组很有可能产生较大的摩擦或者异常振动。由于滑销系统制约着机组的膨胀,所以机组的振动情况很大程度上受到滑销系统的影响,在工作中要会正确的操作,并要特别注意对滑销系统的维护和安装。?
2)润滑油的温度
如果转子在轴瓦内的稳定性不好,再加上外界其他因素的改变,机组会发生异常振动的可能性特别高。这说明了转子的稳定性影响机组振动的状态。然而转子的稳定性又是由轴瓦里面装着的润滑油形成的油膜影响的,因此保护好油膜至关重要。要保护好油膜,就要了解油膜的形成要素,经过研究发现了这个要素就是润滑油的温度,只有将油温控制在一个恰当的范围内,油膜才会形成并且保护的很好。
3)轴封蒸汽温度
不同机组的轴封蒸汽温度也是高低不同的,对使轴封蒸汽入口温度范围的调整将影响到机组的振动。进气温度对轴系振动的影响是轴承标高和温度对端部汽封间隙入口温度的影响。
3.结论与认识
汽轮机组的异常振动不仅危害机组,甚至会影响整个发电系统,造成无法正常供电。因此,我们要用科学合理的方法避免或减小异常振动。通过分析汽轮发电机组异常振动的产生原因,并结合运行和检修经验,做出了处理措施和预防对策,对保证机组的正常安全运行起到决定性的作用。总的来说,我们应该加强对生产商,接受振动标准单位的监督,努力推进振动检测走向制度化。要对汽轮发动机组进行定期的检查维护,一旦发现振动超过额定值,要第一时间找到原因,以防止损坏或异常现象的恶化,并及时采取有效措施,防止设备损坏事故的发生。
参考文献
[1]王小平;汽轮发电机组异常振动的分析和处理[J];江西电力;2004年03期
[2]高登;汽轮机组异常振动分析与故障排除[J];科技创新与应用;2013年24期
[关键词]汽轮机;异常振动;分析;对策
中图分类号:TG333.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)38-0379-01
汽轮机在生产运行时往往会发生的振动,其发生故障的原因有多种。本文从汽轮机的结构及特点出发,同时结合汽轮机运行特点提出汽轮机振动的故障原因分析,针对这些原因,提出了故障的查找和确定的先进测量技术方法,以此给汽轮机的维修带来很好的技术支持。
1.汽轮发电机组异常振动的危害
振动是指一种周期性的往复运动,处在高速旋转下的汽轮发电机组,在正常运行中总是存在着不同程度和方向的振动。对于振动,我们希望它愈小愈好。对设备危害不大的振动是允许的。这里所讲的振动,都是指对设备有危害,超出了允许范围的振动。
汽轮发电机组振动过大时可能引起的危害和严重后果有:机组部件连接处松动,地脚螺丝松动、断裂;机座基础产生裂缝:汽轮机叶片应力过高而疲劳折断;轴封装置发生摩擦或磨损,严重时可能因此一起主轴的弯曲;滑销磨损,滑销严重磨损时,还会影响机组的正常热膨胀,从而进一步引起更严重的事故;紧固螺钉松脱、断裂;转子护环松弛磨损,芯环破损,电气绝缘磨破,甚至造成接地或短路等。
从以上几点可以看出,振动直接威胁着机组的安全运行。因此,在机组一旦出现振动时,就应及时找出引起振动的原因,并予以消除,决不允许在强烈振动的情况下让机组继续运行。
2.汽轮机异常振动的因素分析与对策
汽轮机在正常运转过程中,常会由于各种原因的影响,引起汽轮机振动,一旦振动幅度和频率超出限定值,便有可能造成汽轮机故障,严重时还有可能导致重大事故发生。按照汽轮机振动的方向可将振动分为垂直振动、横向振动以及轴向振动三种,其中又以垂直振动较为常见,振动值也相对较大,横向振动时有发生,轴向振动发生几率较小。可将汽轮机振动产生的原因归纳为以下几种。
2.1 设计和制造
转子是汽轮发电机里面的一个重要零件,它的转动速度非常快。在这样高速旋转的状态下如果转子的重心与转轴中心不吻合,很有可能就会造成汽轮机的异常振动。所以,汽轮发电机里转子的装配、叶片装配都应做动平衡试验,转子组件在工厂内完成前也应测验在低速和高速的情况下转子是否保持动平衡,以保证在一定范围内的误差不会导致汽轮机发生异常振动。如果刚出厂就由于转子的不平衡造成汽轮机异常振动,这说明了制造商在生产过程中的质量把关不负责任,对发动机转子的加工精度不够。为了保证汽轮机能有较高的质量,生产商必须要提高生产技术,进行动平衡实验,确保转子高质量、高品质。除了转子的制造不精密造成汽轮机的不正产振动外,在汽轮机机组的不合理设计也会导致这个故障。
2.2 安装和检修
安装和检修汽轮发电机组的质量好坏会对汽轮机的振动产生巨大的影响。通过专门的实验研究分析发现汽轮机发生不正常振动多数是由于汽轮机的安装和检修方法不恰当导致的。所以机组的振动往往可以通过安装或维修来进行解决。
1)轴承的标高
轴承支撑着转子的两端,从汽轮机的构造看,如果轴承的高度不符合条件会导致转子两端承受的压力不平衡,承受較轻负荷的那一边,油膜轴承将不会或不能形成油膜,这将导致发电机自激振动,油膜振荡、汽流激振;而另外一端的重负荷一侧,承压太大,会导致轴承温度过高,当温度达到一定时,易导致轴承巴氏合金过热,导致汽轮机异常振动。因此在发电机检修或安装时,应根据生产工艺要求,结合实际情况现场仔细地调整机组轴承标高。由于各个单位的实际技术水平和标准是不一样的,所以加热后膨胀指数也是不一样的,所以轴承的标高必须要根据电厂的实际情况来决定。?
2)轴承自身特性
轴承的振动自身的特点也会对汽轮机振动有影响,包括力,轴承间隙、连接刚度等方面。承载力和间隙是影响轴承稳定性的最主要因素,如果轴承的稳定性不好,再加之受到外界种种因素的影响,轴承极有可能超过正常的振动范围。此外,如果轴承没有用螺栓固定牢固也会造成汽轮机的异常振动,在以往的工作经验中,常常发生由于螺栓没有拧好而造成的异常振动状况。这是万万不可发生的,所以要加强对这方面的严谨态度,不能马虎。?
3)滑销系统
在加热后机组都会出现负荷膨胀的现象,无论是汽轮机还是发电机都是这样,这时就需要滑销系统来引导,使其不能任其膨胀。如果因为一些原因造成滑销系统不能正常工作,就会导致机组异常振动。情况严重会造成无法开机或者引起严重摩擦,甚至还会产生更严重的损害。在日常的工作中常常会出现无法开机的状况,所以在维护和安装滑销系统应格外注意。?
2.3 运行状况
除了上面提到的几种情况会导致机组异常振动外,机组的运行状态对振动情况也有很大的影响。
1)机组膨胀
若滑销系统自身运行良好,但是由于人为的使用方法不正确,负荷膨胀也会超过限制,出现一些问题。最好的证明是在引导过程中,当预热时间不够或提高转速和负荷过快,这样一方面会产生热应力,降低机器的使用寿命;另一方面,它会导致过度扩张的差异,从而影响启动过程部件。当扩展不充分,导致机组很有可能产生较大的摩擦或者异常振动。由于滑销系统制约着机组的膨胀,所以机组的振动情况很大程度上受到滑销系统的影响,在工作中要会正确的操作,并要特别注意对滑销系统的维护和安装。?
2)润滑油的温度
如果转子在轴瓦内的稳定性不好,再加上外界其他因素的改变,机组会发生异常振动的可能性特别高。这说明了转子的稳定性影响机组振动的状态。然而转子的稳定性又是由轴瓦里面装着的润滑油形成的油膜影响的,因此保护好油膜至关重要。要保护好油膜,就要了解油膜的形成要素,经过研究发现了这个要素就是润滑油的温度,只有将油温控制在一个恰当的范围内,油膜才会形成并且保护的很好。
3)轴封蒸汽温度
不同机组的轴封蒸汽温度也是高低不同的,对使轴封蒸汽入口温度范围的调整将影响到机组的振动。进气温度对轴系振动的影响是轴承标高和温度对端部汽封间隙入口温度的影响。
3.结论与认识
汽轮机组的异常振动不仅危害机组,甚至会影响整个发电系统,造成无法正常供电。因此,我们要用科学合理的方法避免或减小异常振动。通过分析汽轮发电机组异常振动的产生原因,并结合运行和检修经验,做出了处理措施和预防对策,对保证机组的正常安全运行起到决定性的作用。总的来说,我们应该加强对生产商,接受振动标准单位的监督,努力推进振动检测走向制度化。要对汽轮发动机组进行定期的检查维护,一旦发现振动超过额定值,要第一时间找到原因,以防止损坏或异常现象的恶化,并及时采取有效措施,防止设备损坏事故的发生。
参考文献
[1]王小平;汽轮发电机组异常振动的分析和处理[J];江西电力;2004年03期
[2]高登;汽轮机组异常振动分析与故障排除[J];科技创新与应用;2013年24期