火力发电厂汽轮机振动监视系统探索

金鑫

摘 要： 在火力发电厂中汽轮机的安全稳定运行对于企业的安全生产至关重要，而汽轮机的转子振动幅度是汽轮机安全运行的重要参数之一，对于火力发电厂汽轮机振动监视系统的系统组成，汽轮机振动监视系统的工作原理以及系统的主要功能，汽轮机振动监视系统在火力发电厂中的应用，在应用过程中需要注意的问题等进行了系统的论述，为火力发电厂汽轮机的使用提供了有力的技术支撑。

关键词：火力发电厂 汽轮机 振动 监视系统

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）05-0300-01

引言

火力发电厂汽轮机在运转的过程中， 一般都会产生振动的问题， 但是振动幅度过大会对机组本身产生很大的影响，会对机组造成一定程度的损坏，严重的还会导致人员伤亡的后果。为了保证火力发电机组汽轮机安全与经济的运行， 需要对轴承上的振动情况进行监测，轴承的振动强度以及幅值都是反映机组是否安全的重要参数。对于汽轮机振动的幅值监测的过程中如果超过一定的阈值， 监测系统能够发出报警信号通知检修人员进行停车检修。对于某火力发电厂所使用的汽轮机振动监视系统进行了研究分析，该汽轮机振动监测系统包括软硬件两大部分。硬件部分包括计算机、数据采集装置、传感器、监视器等；软件部分主要是显示以及数据处理两部分。汽轮机振动测量模块是本监视系统的核心组成部分，该振动测量模块的精度直接决定了振动监视系统的可靠性。

一、振动监视系统组成

汽轮机的振动监测装置主要包括振动测量装置与显示仪表， 振动测量装置主要由振动传感器、线缆以及支架等部分组成；监视仪表包括电源、测量模块以及机柜和软件等部分。汽轮机的振动测试点是监视系统在设计之初就已经确定了的。

二、振动监视系统工作原理

转子的运动状态主要是通过相对振动来反映的，利用涡流原理来进行振动的测量，通过轴振动模块可以将转子相对于轴承的振动幅值计算出来，并且计算出来的数值可以通过传感器上的输出缓冲器前置器输出到PC上，利用所带的组态软件对其进行分析。然后结合振动的过程，将两个方向的振动进行合成就能够得到轴心的振动轨迹。一般将涡流探头安装到轴承的壳子上来对转子的振动进行测量，在这种情况下轴承与测量探头变为了一体，因而得到的结果是转子关于轴承壳的相对振动。轴承的振动水平方向与竖直方向并不相关， 因而在测量的过程中需要分别对水平方向与竖直方向利用轴承进行测量。利用传感器端部与转子表面间隙变化来在板件上输出交流信号， 然后板件计算出间隙的变化情况。振动模块测量装置上有相应的模拟通道的输出，在通常情况下，只有汽轮机的转速超过300转每秒的时候，振动测量的数值才是有效的。汽轮机轴承振动的测量范围为0到400微米；将预警的数值设置为130微米，将停车的数值设置为250微米。

三、振动监视系统在火力发电厂的应用

在将汽轮机振动监视系统安装的过程中，应该将监视探头牢固的安装到汽轮机的轴承壳上，将零点设置在前置电压器的-10V处。而对于轴承绝对振动值的测量需要直接将探头安装到轴承盖上， 并不需要设置零点电压。在安装的过程中需要严格按照标准的流程规范进行安装， 并且对于间隙以及零点电压值进行设定：对于1号轴承，将横向的输出电压设置为-10V，将Y向的输出电压设置为-10V；其他2号到8号轴承同样设置。

一般将轴承振动的幅值作为振动测试的标准参数。汽轮机的报警数值与停机数值一般设置为120微米与250微米。对于1号的轴承进行了振动监测系统的安装，并且实现了正常的运作，在使用的过程中较好的发挥了监测预警的作用。该机组的汽轮机在运行的过程中达到了将近3000转的数值，在这种情况下4号轴承的振动幅值达到257微米，机组在达到预警值后停车，在机组进行重启的过程中振动的瞬时数值达到该参数之后都会实现跳闸。但是在超过3000转数值以后，在机组稳定之后振动偏差反而会降下来。因而在汽轮机组进行启动的过程中需要对该过程进行提前控制，保证机组能够正常运作。然后在机组停机之后对停机的原因进行了详细的分析：在调查的过程中发现传感器没有问题，没有虚假信号的存在；监测系统的线路也不存在故障；也没有发现轴承瓦摩擦的问题。最后经过分析得到的原因如下： 在汽轮机启动的过程中，气缸的温度越高， 那么相应的振动幅值越大。并且在暖机工作的过程中再热温度变化较大，进而会导致冲转时的压力过大，但是调节温度的装置往往会在所规定的温度范围之内就开始运作，进而会导致暖机时间不足，并网之后带初始负荷的过程中就需要对其进行暖机，但是还是没有达到暖机的时间要求， 另外操作的时间也会对暖机的时间造成一定程度的影响。

四、振动监视系统的使用与维护

通过上述分析可以知道，在汽轮机监视系统运行的过程中出现了各种各样的问题，因而在汽轮机振动装置使用的过程中应该注意以下问题：

1.汽轮机的振动异常现象

在振动预警设置的过程中需要预先设定启动时的振动过大情况，任何一个轴承的振动超过120微米的情况下进行报警，如果振动的幅值超过了250微米，汽轮机就会自动停车，然后利用辅助的装置进行振动的测试来发现异常现象。

2.汽机振动大的主要原因

在轴承的润滑油温度出现异常的情况下，如果温度过低会导致油膜的损坏，在启动过程中容易造成的共振，汽轮机会出现相应的摩擦，叶片断裂以及汽轮机内部的部件脱落，都会造成碰撞导致振动幅度过大，汽轮机在进水以及蒸汽温度过低的情况，发电机的线路损坏或者是叶片损坏，以及静子电流不平衡的情况，转子的闸间的短路，转子的通风系统的堵塞；推力轴承以及径向的轴承的损坏；由于气缸的膨胀所造成的中心的位移，汽轮机的轴的弯曲，以及汽水的振动等都会造成轴承振动幅度的增大。

3.汽机振动大的处理

在正常运行的过程中如果转子的振动幅度增大， 一般可以将汽轮机的负荷降低来降低轴承的振动幅度，然后查找造成轴承振动幅度增大的原因，接着解决问题，然后再重新将轴承的负荷逐渐增加， 在将汽轮机的负荷逐渐增加的过程中要注意轴承振动的观测数值，如果在这个过程中轴承振动的幅度又开始增加的话就需要停止汽轮机运转负荷的增加；并且注意汽轮机的差胀、轴位移以及轴承振动数值的变化趋势，也就是在发现汽轮机运转异常的情况下必须要及时的发现原因并解决问题，对于汽轮发电机的内部以及轴承的响动进行倾听如果出现异常的响动就需要根据情况进行降低负荷或者是停车检查，避免进一步出现更加危险的状况；对于润滑油的油温进行检查，以及轴承瓦的温度进行检查，检查回油的温度是否正常， 如果不正常就需要采取措施将其调整正常；检查汽轮机的上下缸的温差是否处于一个正常的水平，并且按照汽轮机进水的措施进行相应的处理，如果汽轮机机组中的任意一组的轴承振动的幅值超过额定的数值，那么汽轮机都会及时的进行停车，否则就需要通过手动的方式来进行停车处理。如果是由于顺序阀所造成的轴承的振动问题， 就需要将其切换为单阀运行的方式，降低汽轮机的无功参数也可以在一定程度上降低汽轮机的振动。

五、结语

对于具有转子的汽轮机来讲，标志汽轮机是否能够安全稳定的工作的参数中，转子的径向的振幅是一个很关键的参数，在很多的机械故障中，很多问题如转子运转的不平衡问题以及摩擦问题等都可以利用转子的振動来进行测量。轴承的振动参数越来越成为机械故障诊断的一个重要的参数，对于综合性的故障诊断以及汽轮机的安全运行都是不可缺少的一部分。作为发电厂应该将对于转子的振动测量重视起来， 切实做到机组运行的安全与稳定。

参考文献

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