汽轮机异常振动分析与故障排除

孙立孟

华能伊春有限公司 黑龙江 伊春 153011

火电厂作为一个国家重要的基础建设,其安全可靠的运行尤为重要,因此火电厂里的关键设备汽轮机的可靠安全运行与火电厂的安全供电息息相关。因为在汽轮机的使用当中,不可避免会发生一些故障和出现一些问题,这其中以汽轮机的异常振动更为突出,而造成汽轮机异常振动的原因有很多,找到其原因并且快速、高效的解决非常重要,否则可能最后造成非常严重的财产损失和人员安全。

1 汽轮机振动监测技术的定义分析

火电厂的设备比较多,不管哪一种设备出现故障之前都会有预兆的,正常情况是不会有机器设备没有预兆就出现故障的,故障之前的预兆大多表现为振动声和噪声,这些异常的声音表明设施设备在某个部位会存在有一定的故障。尤其是汽轮机不管是轴承还是那个部件出现损坏之前都会有不同寻常的声音,这就是非常明显的机器故障。汽轮机发生故障不是一个偶然的事件,是一个动态变化的过程,我们可以利用现代的监测技术进行监视,从而及时的发现汽轮机出现故障的位置,这样可以实现针对性的了解故障发生的原因和状况,从而提取有效的措施实现问题的解决。通过这种方式实现对汽轮机故障的监测是最原始的方法,我们在对汽轮机工作状态下进行监测时,学会观察目前的状态和正常运行时的状态的变化,这样系统中的薄弱环节也能及时的采取相应的措施,这种类型的检测技术,减少了机器故障发生的概率,也节省了定期维修的费用,机器设备的使用寿命以及使用的效率得到极大的提升,发电的可靠性也得到了保证,检修过程中存在的风险和投入的成本也大大的减少了。

2 常见的汽轮机异常振动形成原因

汽轮机的内部结构较为复杂,尤其是在一些特殊的环境当中运行环境较为恶劣,汽轮机出现故障的频率较高,下面就简单介绍一些常见的造成汽轮机异常振动的原因。

2.1 油膜振荡引发异常振动 汽轮机中有一种重要组成部件就是油膜,汽轮机被工作人员启动后,汽轮机开始进行高速旋转,这时发电机的转子开始进行高速旋转,油膜对轴颈的作用力大于轴颈重力和科氏力的合力,使轴颈向上浮动,产生弓形涡动,伴随着强烈的作用力作用到轴承的油膜上,慢慢的就会导致油膜的稳定性降低并且开始出现振动的现象。而且就算当发电机开始正常运行时,旋转的轴颈在滑动的轴承中带动润滑油高速流动,由于作用力与反作用力的作用,高速转动油流就会反过来作用轴颈,最终就会产生一种振荡的现象。

2.2 汽流激振引发异常振动 对于一个大型的汽轮机机组来说,由于机器的末级长度比较长,所以在汽轮机叶片的膨胀末端会让气流出现紊乱的现象。这时可以通过两个方面来加以断定汽轮机是不是由于气流激振而造成的振荡。

(1)可以根据汽轮机组的低频分量是否大量的出现,如果出现了大量的低频分量那么很可能是气流激振。(2)由于设置的运行参数不合理而导致振动,而且这种原因发生的振动很突然。常见的由于运行参数不合理而造成的振动是因为负荷参数的设置不合理导致汽轮机发生激振,另外还有一种特殊的原因,因为配气方式错误导致汽轮机组轴承的振动失稳。

2.3 转子热变形导致不正常的振动现象 汽轮机运行过程中有一种很常见的情况会导致汽轮机异常振动,那就是温度影响。在汽轮机的工作过程中,工作环境的温度很高,而转子的设计以及材料的耐热度并不能长期处于这种高温环境中,这就会造成转子产生热变形,当转子出现热变形后与转子周围的部件的距离可能减小,这样就会造成它们之间的气压增大,这时就可能由于它们之间的大气相互作用力使汽轮机异常振动。

3 如何避免汽轮机异常振动发生

3.1 油膜振荡检修 根据之前所介绍的关于油膜可以造成汽轮机的异常振动,想要防止出现这种情况,首先需要使汽轮机中的转子与轴承之间能够合理的工作下去,使得它们之间的摩擦力降低,其次工作人员应该选择粘度小的润滑剂来对它们进行润滑,这样做的原因是如果润滑油选择了较大的粘度,那么他们的承载力也会随之增大,而且当粘度增大时,会使油的分布结构有所损坏,造成转子与部件之间的摩擦力增大,另外我们还可以通过让轴瓦顶部的距离缩短使得轴瓦上的承合宽度变的更大一些。

3.2 汽流激振的振动检修 如何降低前面所提到的气流激振对汽轮机异常振动的影响,首先要对机组的振动数据进行长时间记录,然后将这些数据进行整理最后做成曲线图,这样可以观察其振动的变化趋势以及范围,然后通过改变升降负荷速率,来观察曲线的变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速气门,来消除气流激振。这种方式就是通过减低负荷变化率和避开产生气流激振的负荷范围的方式来避免气流激振的产生。

3.3 转子热的振动检修 学习过汽轮机的使用都应该知道汽轮机的转子常常都是在蒸汽环境下进行工作,这时汽轮机转子的热弯曲情况很容易发生,想要减轻或者说消除这方面的问题,首先就必须在最初的制作过程中下功夫,在制作汽轮机时,对于汽轮机中长时间暴露在高温环境下的部件,用耐高温、高压的材料来进行制作,如果对于已经投入使用用不耐高温材料制作的成品,可以在进行汽机维修、保养时进行部件的更换来提高汽轮机部件的耐高温程度,这样就可以避免频繁出现转子的热振动现象。

结束语

目前火力发电厂中必不可少的设备就是汽轮机。在电厂发电的过程中,如果汽轮机发生不正常运作如异常振动,对于人员的安全以及电力的生产就会有很大的影响,所以了解汽轮机异常振动的原因尤为重要,本文就汽轮机异常振动的原因进行分析以及提供一些解决办法,希望对有关人员有所帮助。