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1、汽輪機振動異常原因分析及處理對策[摘要]汽輪發(fā)電機組的振動大小,是評價機組運行可靠性的重要指標。對轉動機械來說,微小的振動是不可避免的,但是機組轉動中振幅比原有水平增大,特別是增大到超過允許標準的振動,就是異常振動。異常振動會導致機組運行的安全性。[關鍵詞]汽輪機;振動的原因;處理對策中圖分類號:TQ113.2文獻標識碼:A文章編號:1009-914X(2014)37-0076-01前言:汽輪發(fā)電機組振動異常對熱電廠作業(yè)來說是一個非常常見的問題,同時汽輪機振動情況也與安裝的質量好壞密切相關。這類問題產生的原因當然有很多方面,其中包括制造、安裝、運行水平、檢修等有著很直接的
2、關系。本文則著重從汽輪機的制造安裝和檢修幾個過程中產生的異常情況進行分析。一、汽輪機概述汽輪機又被稱為蒸汽透平,是一種可以將蒸汽熱能轉換成機械能的旋轉式動力機械設備。其常被作為發(fā)電機組使用,有時也被當做壓縮機、風機等的驅動裝置使用。61.工作原理。汽輪機的具體工作原理是當來自于鍋爐中的蒸汽進入到汽輪機以后,蒸汽會按照一定次序經過機組內的噴嘴和動葉,同時將蒸汽本身的熱能逐步轉化為供汽輪機轉子旋轉的機械能。2.結構部件及配套設備。汽輪機通常都是由兩大部分組成,一部分是轉動部分,即轉子,主要部件有聯(lián)軸器、葉輪、主軸以及動葉片等;另一部分是靜止部分,即靜子,具體部件包括汽缸、軸承
3、、隔板、汽封、靜葉柵以及進汽部分等。由于汽輪機一般都是在高溫和高壓的條件下以較高的轉速進行工作的,所以其屬于精密類重型機械設備,與之配套的設備主要有鍋爐、發(fā)電機、加熱器、凝汽裝置以及泵等。3.汽輪機的特點。與傳統(tǒng)的往復式蒸汽機相比較,汽輪機具有蒸汽流動速度高、連續(xù)性好、單位面積中所能經過的蒸汽流量大等優(yōu)點,所以其能夠發(fā)出的功率要遠遠大于往復式蒸汽機。對于大功率的汽輪機來講,可采用較高的蒸汽溫度和壓力,故此其熱效率也相對較高。自汽輪機問世以來,很多專家學者都將研究的重點放在提高汽輪機的安全性、可靠性以及耐用性等方面上。伴隨著科技水平的不斷提高,現(xiàn)如今的汽輪機在整體性能已經非
4、常優(yōu)良,并且已成為各大熱電廠中重要的發(fā)電機組。二、汽輪機發(fā)生振動的原因1.機組在運行中中心不正引起的振動1.16汽輪機啟機過程中,若暖機時間不夠,升速或者加負荷過快,將引起氣缸受熱膨脹不均勻,或者滑銷系統(tǒng)有卡澀,使氣缸不能自由膨脹,將導致氣缸相對于轉子發(fā)生歪斜,機組產生不正常的位移,發(fā)生過大振動。1.2機組在運行當中如真空下降,將引起排氣溫度過高,后軸承上抬,破壞機組的中心,引起振動。1.3機組在進汽溫度超過設計規(guī)范的條件下運行。將使脹差和汽缸變形增加,這樣會造成機組中心移動超過允許的限度,引起振動。1.4間隙振蕩。當轉子因某種原因與汽缸不同心時,可能產生間隙振蕩,造成機
5、組振動值升高。1.5轉子熱彎曲產生轉子熱變形引發(fā)的振動特征是一倍頻振幅的增加與轉子溫度和蒸汽參數(shù)有密切關系,大都發(fā)生在機組冷態(tài)起機定速后帶負荷階段,此時轉子溫度逐漸升高,材質內應力釋放引起轉子熱變形,一倍頻振動增大,同時可能伴隨相位變化。當彎曲的作用大于不平衡量時,振幅的減小發(fā)生在臨界轉速以上。1.6.摩擦振動摩擦振動的特征:一是由于轉子熱彎曲將產生新的不平衡力,因此振動信號的主頻仍為工頻。但是由于受到沖擊和一些非線性因數(shù)的影響,可能會出現(xiàn)少量分頻、倍頻和高頻分量,有時波形存在“削頂”現(xiàn)象。二是發(fā)生摩擦時,振6動的幅值和相位都具有波動特性,波動持續(xù)時間可能比較長。渦動等現(xiàn)
6、象,但實際有影響的主要是轉子熱彎曲。由于重摩擦側溫度高于輕摩擦側,導致轉子徑向截面上溫度不均勻,局部加熱造成轉子熱彎曲,產生一個新的不平衡力作用到轉子上引起振動三.震動故障解決措施1.機組運行中產生的振動如果汽輪機在正常運行中出現(xiàn)振動加劇的情況,應對汽輪機內部發(fā)出的聲音進行仔細傾聽,并加強對蒸汽參數(shù)、氣缸溫度、真空值、軸承溫度、軸向位移以及潤滑油溫和油壓等的監(jiān)視,找出具體原因后,采取相應的措施予以解決;如果汽輪機在啟動升速或是帶負荷運轉的過程中出現(xiàn)劇烈震動,并且能夠清楚地聽到通流或軸封位置有摩擦聲時,必須立即進行停機檢查。若僅是振動稍大,則可通過降低轉速或負荷的方法予以解
7、決,直到振動恢復正常為止,同時應保持在這一轉速及負荷下運行一段時間后,再進行提速或增大負荷。若是這樣仍無法完全消除振動的話,必須立即進行停機直至查明原因并解決后方可開機運行。如果汽輪機在正常運行過程中出現(xiàn)異響或是非正常振動,應當先采取降低負荷的方法看能否完全消除振動和異響,若是能夠消除則表明機組本身無異常。要是振動過于強烈并伴隨有金屬摩擦聲,必須采取破壞真空緊急停機,否則很容易引起嚴重事故。62.針對轉子熱變形的故障處理就是更換新的轉子以減低機組異常振動,沒有了振動力的產生機組也就不會出現(xiàn)異常振動。3.平時定時對汽輪機組進行維