謝 亮

陜西延長(zhǎng)石油榆林煤化有限公司，陜西 榆林 719000

自上世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)若干套大型甲醇項(xiàng)目、熱能發(fā)電項(xiàng)目以及硫鐵礦制酸等項(xiàng)目的相繼建成投產(chǎn)，汽輪機(jī)就廣泛應(yīng)用于能源化工行業(yè)，并得到不斷的發(fā)展。如汽輪機(jī)在熱能發(fā)電裝置中主要是利用鍋爐燃煤產(chǎn)生高壓過(guò)熱蒸汽驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，并取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。而汽輪機(jī)系統(tǒng)在日常運(yùn)行管理中要求比較高，檢修就是一項(xiàng)難道大，技術(shù)要求高的工作，主要工作大致有檢查汽輪機(jī)中心、軸瓦間隙、油質(zhì)均符合技術(shù)要求，動(dòng)靜之間摩擦而產(chǎn)生振動(dòng)加劇等等，本文就振動(dòng)故障診斷技術(shù)對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行初步的探討。

1 汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)及其振動(dòng)特點(diǎn)分析

1.1 汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)分析

汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)從運(yùn)動(dòng)方面來(lái)看可以分為轉(zhuǎn)動(dòng)部分和靜止部分，轉(zhuǎn)動(dòng)部分一般由主軸、葉輪、葉片和聯(lián)軸器等部件構(gòu)成，而靜止部分即是由汽缸、進(jìn)汽部分、噴嘴、滑銷(xiāo)系統(tǒng)、隔板、汽封、加熱系統(tǒng)和軸承等部件組織。在實(shí)踐過(guò)程中，通常是為使機(jī)組能達(dá)到快速啟動(dòng)這一功能，通常把汽缸分為高壓缸、中壓缸和排汽缸，其間采用隔板分離，部分汽機(jī)還設(shè)有中軸系統(tǒng)，以期提高機(jī)組性能。機(jī)組一般有兩個(gè)徑向軸承和兩個(gè)推力軸承，有的采用雙推力支承聯(lián)合軸，也有的采用單轉(zhuǎn)子三支承結(jié)構(gòu)，現(xiàn)今一般采用橢圓軸承和可傾軸承。在使用汽輪機(jī)時(shí)，為了可以在機(jī)組中靈活啟停時(shí)減小盤(pán)車(chē)力矩，避免磨損軸承，可以通過(guò)加裝高壓頂軸裝置和低速自動(dòng)盤(pán)車(chē)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.2 汽輪機(jī)振動(dòng)特點(diǎn)分析

第一次啟動(dòng)升速至過(guò)臨界轉(zhuǎn)速的過(guò)程中，從軸承振動(dòng)較小現(xiàn)象可以判斷，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和拖帶機(jī)組轉(zhuǎn)子目前的平衡狀態(tài)是比較好的。如果要停機(jī)后在汽輪機(jī)末級(jí)葉輪進(jìn)行配重，應(yīng)當(dāng)先把空載3000r/min時(shí)的下軸承基頻振動(dòng)降下到安全線(xiàn)以下才可以進(jìn)行。機(jī)組配置后再次啟動(dòng)的情況下，通常是要求軸承的垂直振動(dòng)為15祄，帶負(fù)荷20mW時(shí)振動(dòng)基本不變。振動(dòng)升到91.7祄時(shí)，要及時(shí)打閘停機(jī)，這時(shí)大軸撓度比開(kāi)機(jī)增大100祄。當(dāng)?shù)谌螁?dòng)時(shí)，后汽封溫度達(dá)300℃，這一次啟動(dòng)過(guò)程中，啟動(dòng)升速過(guò)程到20mW負(fù)荷，振動(dòng)開(kāi)始快速突升到90.7祄，被迫打閘停機(jī)。當(dāng)振動(dòng)突增后，振動(dòng)繼續(xù)增加，軸承振動(dòng)一旦開(kāi)始爬升很快發(fā)散至報(bào)警值，說(shuō)明振動(dòng)故障逐次惡化。

2 汽輪機(jī)振動(dòng)故障診斷

2.1 故障診斷的準(zhǔn)確率低的原因分析

振動(dòng)診斷技術(shù)在各汽輪機(jī)使用廠已普遍采用，造成實(shí)際應(yīng)用中準(zhǔn)確率低的原因主要是對(duì)掌握振動(dòng)特征、故障機(jī)理的重要性認(rèn)識(shí)不足、習(xí)慣于反向推理和注意力集中在直觀可見(jiàn)的故障上。當(dāng)遇到振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，主要還是憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣做法去處理。振動(dòng)診斷的實(shí)際價(jià)值在于可以有效、及時(shí)地消除振動(dòng)。當(dāng)故障診斷的準(zhǔn)確率高于50%，那么消振指導(dǎo)作用非常突出；但另一種情況不可忽視，就是準(zhǔn)確率為20%～30%時(shí)，消振還有可能是一種誤導(dǎo)的。習(xí)慣于反向推理有兩方面的，一方面是正向推理法，另一方面即是反向推理法。正向推理法是在明確認(rèn)識(shí)機(jī)組振動(dòng)故障范圍的前提下使用的，這也是這種方法一般滯后于故障診斷發(fā)現(xiàn)使用的原因。從實(shí)踐中看，在振動(dòng)故障診斷中采用正向推理不多，主要是因?yàn)闆](méi)有普遍關(guān)注新診斷方法的應(yīng)用以及對(duì)機(jī)組振動(dòng)故障范圍的認(rèn)識(shí)不夠。而對(duì)故障分析時(shí)常用的一種方法即是反向推理法，這種具有依據(jù)振動(dòng)特征反推故障的特點(diǎn)，可以得到各種不同的結(jié)論，引導(dǎo)處理振動(dòng)故障，從而可以降低了故障診斷的準(zhǔn)確率。筆者在多年工作中發(fā)現(xiàn)，人們往往有這樣一個(gè)習(xí)慣，機(jī)組一旦發(fā)生振動(dòng)，往往將注意力集中在機(jī)組已發(fā)現(xiàn)的一些故障上。這種注意力集中在直觀可見(jiàn)的故障上可以說(shuō)，不能稱(chēng)為振動(dòng)診斷，而是分析尋找故障,其準(zhǔn)確率顯然不會(huì)高。

2.2 振動(dòng)故障診斷步驟

改變傳統(tǒng)的習(xí)慣提高振動(dòng)故障診斷準(zhǔn)確率的最有途徑。為了讓診斷故障準(zhǔn)確率更高，可以按兩個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行，第一步是先確定振動(dòng)的類(lèi)別?？梢杂^察振動(dòng)頻譜和另外的特征，把各種振動(dòng)進(jìn)行歸類(lèi)。確定故障原因后，再進(jìn)行判斷。第二步是在先查明軸承座剛度正常與否，再看激振力故障原因。第三步是保證轉(zhuǎn)子不平衡力、不平衡電磁力、軸系連接同心度和平直度偏差故障現(xiàn)象真實(shí)性后，再確定是否是穩(wěn)定的普通強(qiáng)迫振動(dòng)，從而診斷出故障類(lèi)型。

3 結(jié)論

引起汽輪機(jī)振動(dòng)的因素很多，幾乎所有的故障都會(huì)不同程度地反映到汽輪機(jī)上，國(guó)內(nèi)目前就大多數(shù)而言，振動(dòng)故障診斷的準(zhǔn)確率是較低的，振動(dòng)診斷方法從直觀尋找，但診斷方對(duì)其準(zhǔn)確率的重大影響，目前還沒(méi)有引起普遍的重視。為了更準(zhǔn)確地診斷汽輪機(jī)振動(dòng)的原因，應(yīng)掌握各種故障的振動(dòng)機(jī)理和了解設(shè)備的各方面信息，對(duì)設(shè)備的情況進(jìn)行綜合分析，提高故障原因判斷的準(zhǔn)確性，從而可以更好的為生產(chǎn)服務(wù)。

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