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        淺談汽輪機安裝中的振動原因及預(yù)防

        2015-05-30 22:07:54樸文哲
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年12期
        關(guān)鍵詞:汽輪機軸承振動

        樸文哲

        摘 要:眾所周知,作為行業(yè)中非常嚴(yán)格的一項安裝工作,汽輪機安裝活動當(dāng)前受到很多人的關(guān)注,它對于精確性的規(guī)定較為嚴(yán)苛,而且本身的難度系數(shù)很高,活動較為繁瑣。汽輪機本身的零件很多,而且這些部件的構(gòu)造也很復(fù)雜,在工作的時候都是以較高的速率來進行的,因此當(dāng)振動現(xiàn)象發(fā)生的時候其原因也是一時無法獲知的。文章重點的分析了導(dǎo)致其振動的緣由和應(yīng)對方法。

        關(guān)鍵詞:汽輪機;振動;轉(zhuǎn)子;滑銷系統(tǒng);軸承

        1 關(guān)于汽輪機

        (1)原理分析。具體工作原理是當(dāng)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(jīng)過機組內(nèi)的噴嘴和動葉,同時將蒸汽本身的熱能逐步轉(zhuǎn)化為供汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械能。

        (2)零件和相關(guān)設(shè)施。我們常見的汽輪機有兩個重要的構(gòu)成部分,分別是轉(zhuǎn)子和靜子。其中葉輪和主軸等構(gòu)成了轉(zhuǎn)子,而靜子指的是軸承以及汽封等等。因為設(shè)備在運轉(zhuǎn)的時候,它本身的氣溫和壓力都是比較高的,因此它被劃分為精密的裝置,常見的相關(guān)設(shè)備有鍋爐以及加熱設(shè)備等等。

        (3)設(shè)備特征分析。在以前的時候我們常用復(fù)式蒸汽機,它的缺點是流速較慢,而且不能夠連續(xù)進行,除此之外其蒸汽的流量也很小。然而汽輪機的出現(xiàn)將這些問題很好的解決了。自從其開始大量的運用到工作之中后,許多的研究人員都開始分析它的安全性以及穩(wěn)定性。隨著當(dāng)前科技的高速發(fā)展,目前的設(shè)備在整體性方面已經(jīng)很優(yōu)秀了。

        2 導(dǎo)致振動的原因

        首先是氣流引發(fā)的。這種振動有兩大特點:一是應(yīng)該出現(xiàn)較大量值的低頻分量;二是振動的增大受運行參數(shù)的影響明顯,且增大應(yīng)該呈突發(fā)性,如負(fù)荷。其原因主要是由于葉片受不均衡的氣體來流沖擊就會發(fā)生汽流激振;對于大型機組,由于末級較長,氣體在葉片膨脹末端產(chǎn)生流道紊亂也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象;軸封也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象。第二是轉(zhuǎn)子熱導(dǎo)致的。這種振動的特點是振幅的變動與轉(zhuǎn)子本身的氣溫和蒸汽的數(shù)值之間有著較為緊密的關(guān)聯(lián),一般出現(xiàn)在機組帶負(fù)載的時期,這時候轉(zhuǎn)子本身的氣溫會不斷的增高,材料收入導(dǎo)致變形,一倍頻振動增大,同時可能伴隨相位變化。由于引起了轉(zhuǎn)子彎曲變形而導(dǎo)致機組異常振動。第三是摩擦導(dǎo)致的。這種振動的顯著特點有三個。第一是因為轉(zhuǎn)子熱彎曲將產(chǎn)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?jīng)_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?xí)r,振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。摩擦嚴(yán)重時,幅值和相位不再波動,振幅會急劇增大。三是降速過臨界時的振動一般較正常升速時大,停機后轉(zhuǎn)子靜止時,測量大軸的晃度比原始值明顯增加。第四來自滑銷系統(tǒng)方面的問題。不管是什么樣的設(shè)備,當(dāng)它的機組受熱之后都會出現(xiàn)變形,不過我們要控制這種變化,而滑銷系統(tǒng)就具有此功能。如果因為個別的原因?qū)е略撓到y(tǒng)發(fā)生卡澀現(xiàn)象的話,此時就無法有效的控制變形,進而導(dǎo)致振動出現(xiàn),有時還會導(dǎo)致死機等問題出現(xiàn),其帶來的后果非常惡劣。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)幾率非常大,所以在平時的工作中要對此高度的關(guān)注,認(rèn)真分析。第五,來自活動零件方面的原因。在維護的時候假如有活動的零件進到設(shè)備中的話,在大面積的維護開啟設(shè)備之后,零件就會在氣流的影響下?lián)p壞葉片,進而導(dǎo)致問題引發(fā)振動。假如發(fā)電機里有這種零件的話,不僅會導(dǎo)致短路,同時還會導(dǎo)致振動不穩(wěn),此類問題一旦發(fā)生的話會給我們的診斷工作帶來很大的壓力。最后,來自設(shè)計和生產(chǎn)方面的問題。在設(shè)備生產(chǎn)的時候,因為精確性較差就會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的平衡性受到影響,進而引發(fā)振動。所以在生產(chǎn)的時候一定要確保裝配的品質(zhì),只有這樣才可以確保轉(zhuǎn)子運作正常。除了生產(chǎn)方面的原因,設(shè)計不合理也會導(dǎo)致問題發(fā)生。

        3 振動引發(fā)的問題簡述

        首先也是非常嚴(yán)重的一個問題就是端方的軸封破損。低壓端部軸封磨損可導(dǎo)致密封作用破壞,使空氣漏入低壓缸中,因而破壞真空高壓端部軸封磨損使高壓缸向外漏汽增大,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子受熱進而出現(xiàn)形變。而且因為蒸汽的進入導(dǎo)致油膜受水干擾,進而導(dǎo)致軸瓦受損。因為蒸汽的損失還會對資金方面帶來一定的壓力。其次,隔板汽封磨損。假如隔板汽封磨損得太過嚴(yán)重的話,將使級間漏汽增大。增加轉(zhuǎn)子上的軸向力,引起推力瓦烏金溶化。第三,滑銷系統(tǒng)磨損。我們都知道滑銷體系設(shè)置的意義有兩方面,第一是為了使得設(shè)備固定,第二是為了在設(shè)備受熱的時候確保其能夠順利的變形。然而在系統(tǒng)無法正常工作的時候,變形就會隨之受影響,最終導(dǎo)致惡劣的后果。

        4 安裝設(shè)備時常用預(yù)防振動現(xiàn)象的方法簡介

        第一,汽缸及缸內(nèi)部件中心找正。在安裝好氣缸之后,關(guān)鍵工作就變成了找準(zhǔn)中心點,只有明確了中心點才可以確保設(shè)備運作穩(wěn)定。在工作的時候要切實按照規(guī)定來開展。在安裝的時候要確保缸體的中點和隔套是在一個水平方向上,假如無法保持在一個水平線的話,就會導(dǎo)致設(shè)備運作時蒸汽泄露不勻,導(dǎo)致振動現(xiàn)象發(fā)生。

        第二,做好軸系連接的平直和同心。當(dāng)水平放的時候,轉(zhuǎn)子會因為本身的重力原因而發(fā)生靜撓曲,因此在安裝好轉(zhuǎn)子之后,它的中心線必須是平滑的曲線。假如該線的方位形態(tài)不一致的話,那么這些軸承本身的負(fù)載也是不完全一致的,因此要按照軸承的具體方位來明確曲線的實際方位。只有當(dāng)整個轉(zhuǎn)子連在一起,呈一連續(xù)的光滑曲線,方能保證整個轉(zhuǎn)子平穩(wěn)運行。當(dāng)轉(zhuǎn)子揚度確定后,汽機縱向水平隨之而定,各軸承負(fù)荷、轉(zhuǎn)子受力、軸向力、臨街轉(zhuǎn)速也隨之而定。

        另外,還要保證聯(lián)軸器法蘭外圓與軸頸同心,聯(lián)軸器法蘭止口或螺栓孔節(jié)圓同心,端面瓢偏,連接螺栓緊力對稱。否則,無論圓周和端面如何正確,都會造成軸系不同心和不平直,還會使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生預(yù)載荷。當(dāng)轉(zhuǎn)子處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時,軸系同心度和平直度會直接產(chǎn)生振動的激振力,引起機組振動。

        第三,認(rèn)真的安裝軸承。我們常見的設(shè)備的軸承使用的都是可傾瓦的,它們的特征是穩(wěn)定性非常好,而且能夠防止油膜振動。它可以自行的運動,柔性較好,能夠降低振動。在具體的安裝中,要確保軸承蓋子和瓦間的力合乎規(guī)定。

        第四,保證軸承座的安裝質(zhì)量。在汽輪機基礎(chǔ)放線、墊鐵基礎(chǔ)研磨、墊鐵布置、臺板就位后,就可以進行軸承座的安裝工作了。在安裝過程中必須按照圖紙技術(shù)要求及現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),必要時進行多次測量,以求其加權(quán)平均值。此處要特別注意的是:軸承座幾何中心必須與軸頸承力中心重合。

        第五,正確安裝滑銷系統(tǒng),務(wù)必調(diào)整好間隙。在一般情況下,設(shè)備在運作的時候,其缸體會因為較高的壓力以及氣溫的影響,發(fā)生膨脹。要想使這種膨脹能夠自行的進行,不對設(shè)備產(chǎn)生影響,所以我們設(shè)置了滑銷體系。它的出現(xiàn)能夠確保膨脹控制在合理范圍內(nèi)。所以在安裝的時候一定要確保安裝正確,保證系統(tǒng)的間隙合理。

        5 結(jié)束語

        通過上文的分析我們得知汽輪機的振動現(xiàn)象是不能夠避免的。不過我們可以憑借自身的智慧將問題控制在合理的區(qū)間之內(nèi)。這就要求我們的工作人員在工作的時候要認(rèn)真的按照相關(guān)的規(guī)定來開展活動,而且要密切的關(guān)注機組動態(tài),只有這樣才可以在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題,進而加以處理。除此之外,我們的檢修人員還要認(rèn)真的開展好本職活動,在設(shè)備運行一段時間之后就要對其認(rèn)真的檢測維護,只有這樣才可以確保設(shè)備的運行安全。

        參考文獻

        [1]張洪奎.大慶石化公司熱電廠一號汽輪發(fā)電機組振動分析及處理[J].熱力發(fā)電,2009.

        [2]鄭宏權(quán),鮑建國.汽輪機振動的故障特征分析及處理[J].冶金動力,2008.

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