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        汽輪機(jī)組振動過大問題探析

        2011-08-15 00:48:29神華準(zhǔn)能公司發(fā)電廠馬鵬飛
        河南科技 2011年18期
        關(guān)鍵詞:軸瓦軸系停機(jī)

        神華準(zhǔn)能公司發(fā)電廠 馬鵬飛

        汽輪機(jī)組振動過大問題探析

        神華準(zhǔn)能公司發(fā)電廠 馬鵬飛

        一、汽輪機(jī)組振動過大問題的危害

        汽輪機(jī)組在運(yùn)行中振動過大,可能造成以下危害。

        1. 若劇烈振動發(fā)生在機(jī)頭,有可能直接導(dǎo)致危急保安器動作,引起停機(jī)事故。

        2. 致使汽輪機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生動靜摩擦。嚴(yán)重的振動還會使汽輪機(jī)內(nèi)部的動靜葉片相對距離發(fā)生偏移,致使高低壓缸端部軸封發(fā)生不正常磨損。

        3. 滑銷受損。過大的振動會使汽輪機(jī)的滑銷系統(tǒng)嚴(yán)重磨損,滑銷系統(tǒng)過度磨損又會直接影響到機(jī)組的正常熱力膨脹與收縮,從而引起更嚴(yán)重的事故。

        4. 過大的振動會造成某些螺絲釘松脫、斷裂,引起汽輪機(jī)固定基礎(chǔ)松動,甚至造成機(jī)組徹底報(bào)廢。

        5. 對于水冷發(fā)電機(jī)來說,振動過于劇烈會引起發(fā)電機(jī)冷卻水管斷裂或脫口,發(fā)生冷卻水大量泄漏。

        6. 異常振動會使大軸發(fā)生彎曲,甚至?xí)拱l(fā)動機(jī)滑環(huán)和電刷磨損加劇、靜子槽楔松動、絕緣磨損等,造成發(fā)電機(jī)或勵磁機(jī)事故。

        7. 長期的振動會使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動部件發(fā)生疲勞磨損,降低轉(zhuǎn)動部件的耐疲勞強(qiáng)度。

        8. 激烈的振動會使調(diào)速系統(tǒng)工作不穩(wěn)定,引起調(diào)速系統(tǒng)失常。

        9. 長期的超限振動會對運(yùn)行人員的身體造成危害。

        二、產(chǎn)生汽輪機(jī)組振動過大問題的原因

        汽輪機(jī)組在啟動和運(yùn)行中產(chǎn)生振動是比較普遍的現(xiàn)象。引起汽輪發(fā)電機(jī)組振動過大的原因很多,但都主要與汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢修和運(yùn)行管理的水平息息相關(guān)。就運(yùn)行管理方面來說,主要有以下兩方面的原因。

        1.機(jī)組在運(yùn)行中產(chǎn)生大軸(汽輪機(jī)與發(fā)動機(jī)軸系)的中心偏移,引起振動過大。

        (1)機(jī)組啟動時(shí),如果暖機(jī)時(shí)間不充分,引起高低壓缸受熱膨脹不均勻,或者滑銷系統(tǒng)卡澀,使汽缸不能自由膨脹,均會使汽缸相對轉(zhuǎn)子發(fā)生歪斜,使機(jī)組產(chǎn)生不正常的偏移, 引起振動超限。另外,暖機(jī)時(shí)間不充分還會引起差脹超限,產(chǎn)生動靜摩擦,加劇振動。

        (2)機(jī)組在運(yùn)行中若真空出現(xiàn)非正常的極速下降,將使排汽溫度升高,低壓缸和轉(zhuǎn)子膨脹不均,后軸承向上抬升,進(jìn)而破壞機(jī)組的動平衡中心,引起軸系振動超限。

        (3)靠背輪安裝不正確。由于汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子軸系是一個非常復(fù)雜的彈性系統(tǒng),中心找正是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,安裝時(shí)的些許疏忽就會使中心找正工作出現(xiàn)偏差,機(jī)組軸系中心發(fā)生偏移,導(dǎo)致在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動,此種振動往往會隨機(jī)組負(fù)荷的變化而成比例變化。

        (4)機(jī)組長期違規(guī)在進(jìn)汽溫度超過設(shè)計(jì)規(guī)范的條件下運(yùn)行。過高或過低的蒸汽參數(shù)會使汽輪機(jī)的上下缸溫差過大,膨脹收縮不均勻,極易造成機(jī)組軸系中心移位超限,引起振動超限。

        (5)機(jī)組在長期的運(yùn)行中,由于沒有嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)行規(guī)程的相關(guān)規(guī)定,致使大軸漂偏超限,引起軸系中心不正。

        (6)汽輪機(jī)長期運(yùn)行引起大軸和軸瓦的過度磨損,致使軸瓦間隙超限,也會引起汽輪機(jī)軸瓦振動超限。

        2.轉(zhuǎn)子動平衡不均勻也會引起汽輪機(jī)組振動過大問題。

        (1) 運(yùn)行中汽輪機(jī)葉片折斷,平衡塊脫落,使轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡。如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組松動或不平衡等,均會使轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中產(chǎn)生質(zhì)量不平衡。轉(zhuǎn)子上出現(xiàn)質(zhì)量不平衡時(shí),轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周,就要受到一次不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力的沖擊,這種離心力會周期作用,久而久之就會發(fā)生振動超限。

        (2)水沖擊而引起振動。當(dāng)鍋爐輸送的新蒸汽參數(shù)不合格時(shí),里面混合的不飽和蒸汽中的水珠被裹挾進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi),發(fā)生水沖擊,將造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向推力急劇增加,進(jìn)而產(chǎn)生劇烈的不平衡扭矩,使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生劇烈的振動。軸向推力過大甚至?xí)龤屏ν邏K,破壞結(jié)合面。運(yùn)行中的除氧器滿水造成軸封供汽帶水,也會使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子斷面冷卻變形,發(fā)生振動超限。

        (3)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障引起振動。如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子之間的空氣間隙不均勻造成磁通分布不均(這類振動的主要特點(diǎn)就是轉(zhuǎn)子的振動會引起釘子的倍頻振動),發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路等,會使發(fā)動機(jī)內(nèi)部電磁力不均衡,這樣就會引起發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子振動超限影響到軸系的振動超限。

        (4) 汽輪機(jī)機(jī)械安裝部件松動而引起振動。汽輪機(jī)外部零件如地腳螺絲、基礎(chǔ)等在長期的周期作用力下會發(fā)生松動,如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn),松動過于嚴(yán)重,就會引起機(jī)組振動超限。

        (5)由于潤滑油壓過低或過高,潤滑油溫過高或過低,潤滑油量不足或油中帶水,使油膜難以形成,或者油膜失穩(wěn)引起油膜振蕩,進(jìn)而引起汽輪機(jī)振動超限。

        (6)汽輪機(jī)在運(yùn)行中負(fù)荷過大會使轉(zhuǎn)子和軸瓦的承受剛度超過設(shè)計(jì)剛度,致使重心偏移,使振動超限。

        三、對汽輪機(jī)組振動過大問題的處理

        一些振動在初期可能比較輕微,但是這種輕微的振動往往會蘊(yùn)含著突變,絕對不能掉以輕心。還有一部分振動產(chǎn)生突然,發(fā)展迅猛,后果也往往十分嚴(yán)重,此時(shí)就應(yīng)該當(dāng)機(jī)立斷地停機(jī),否則就可能造成機(jī)毀人亡。所以在汽輪機(jī)組的啟動和運(yùn)行中,必須對機(jī)組的振動進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)視,采取嚴(yán)密的預(yù)防和保護(hù)措施。初期發(fā)生振動時(shí),應(yīng)立即檢查凝汽器真空、高低壓缸差脹、軸向位移、氣缸溫度變化、主汽參數(shù)、潤滑油溫油壓、推力瓦塊的溫度等參數(shù),如若異常及時(shí)加以調(diào)整,使其恢復(fù)正常。如果振動超限,則應(yīng)立即拉閘停機(jī),防止長時(shí)間振動對設(shè)備造成重大傷害。盡可能多地及時(shí)記錄下發(fā)生振動的第一時(shí)間的各種原始數(shù)據(jù),以便事后進(jìn)行故障分析。停機(jī)后一定要等轉(zhuǎn)子溫度下降到規(guī)定值后方可停止轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,以防轉(zhuǎn)子彎曲變形。處理汽輪機(jī)振動問題時(shí),切記不可操之過急,應(yīng)及時(shí)組織有關(guān)人員全面分析產(chǎn)生振動的原因,排除原因后方可再次啟動。當(dāng)振動過大而影響整個機(jī)組的安全運(yùn)行時(shí),就應(yīng)及時(shí)拉閘停機(jī),待檢修完成后方可重新啟動汽輪機(jī)組。

        四、結(jié)論

        以上僅是筆者幾年來從事汽輪機(jī)組運(yùn)行工作中,對汽輪機(jī)組振動的危害、原因及處理辦法的一些總結(jié)。汽輪發(fā)電機(jī)組的大部分事故,尤其是比較嚴(yán)重的設(shè)備損壞事故,起初都在一定程度上表現(xiàn)出某種異常的振動,而這種輕微的振動往往得不到值班員足夠的重視,致使事故被無限放大乃至機(jī)毀人亡。因此當(dāng)汽輪機(jī)組發(fā)生異常振動的時(shí)候一定要全面分析個中原委,盡可能將事故隱患消滅于萌芽階段。

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