秦玉書 朱 丹（哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

汽輪發(fā)電機(jī)異常振動的問題分析

秦玉書 朱 丹
（哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

摘 要：汽輪在發(fā)電時(shí)經(jīng)常會出現(xiàn)異常振動的問題，在檢測分析時(shí)常會出現(xiàn)問題，影響判斷的準(zhǔn)確性，在很大程度上影響機(jī)器的搶修，對機(jī)器造成一定程度的傷害。筆者就汽輪發(fā)電機(jī)的故障進(jìn)行探討，并對造成異常振動的原因進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的解決策略，以提高企業(yè)生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)；異常振動；原因分析

1 汽輪發(fā)電機(jī)組的故障和診斷

在汽輪發(fā)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)作過程中常會出現(xiàn)汽輪發(fā)電機(jī)組故障，致使汽輪發(fā)電機(jī)組無法正常工作，汽輪發(fā)電機(jī)組的故障診斷指的是在汽輪發(fā)電機(jī)組無法正常運(yùn)行的情況下，以相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息為依據(jù)，對形成故障的原因進(jìn)行分析判斷，提出相應(yīng)的解決措施。

因此，對于汽輪機(jī)組的發(fā)電機(jī)異常振動，檢修人員需要具備豐富的現(xiàn)場知識，并具有一定的理論基礎(chǔ)和科學(xué)技術(shù)的分析能力，在發(fā)生故障時(shí)快速找出故障原因，制定處理方案，使異常振動現(xiàn)象得到解決。

2 汽輪發(fā)電機(jī)異常振動的原因分析

2.1 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不對稱

風(fēng)道堵塞以及匝間絕緣故障容易造成通風(fēng)阻塞，轉(zhuǎn)子冷卻不同在徑向溫度上也存在差異，造成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱不均衡振動，由于冷卻液溫度低會造成振動頻率加快。氫氣作為冷卻介質(zhì)溫度較低，豎直方向會存在較大的溫度差異。隨之氫氣溫度上升，徑向溫度差異隨之變小，因此，只要分析改動冷卻介質(zhì)氫氣的進(jìn)入溫度，就可以判斷出其內(nèi)部是否存在冷卻問題。

同一相的線圈繞組匝之間由于在發(fā)生短路或是風(fēng)道堵塞時(shí)會改變繞組溫度，經(jīng)過絕緣結(jié)構(gòu)傳給轉(zhuǎn)子，但轉(zhuǎn)子自身的溫度容量較大，與繞組相比變化速度相對較慢，振動隨著勵(lì)磁電流的變化發(fā)生正比變化，出現(xiàn)異常振動。

2.2 摩擦振動

摩擦振動是由于轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲形成不平衡力造成的，振動信號的主頻仍是工頻，但受一些非線性因素以及沖擊影響，振動信號也可能出現(xiàn)少量分頻﹑倍頻和高頻分量。發(fā)生摩擦振動時(shí)振動幅度和相位也會發(fā)生變化，出現(xiàn)波動。如摩擦嚴(yán)重相位就穩(wěn)定，而振幅則會快速增大引起機(jī)組異常振動。在降速過臨界時(shí)振動一般都會較正常的升速大，停機(jī)后轉(zhuǎn)子靜止，測量大軸則會較原始值晃度明顯。摩擦?xí)斐砂l(fā)電機(jī)組抖動﹑渦動等問題。動靜摩擦?xí)r轉(zhuǎn)子圓周上的各點(diǎn)摩擦程度不同，轉(zhuǎn)子徑向截面溫度也會相應(yīng)不均勻，產(chǎn)生一個(gè)新的不平衡力影響轉(zhuǎn)子運(yùn)作，引起汽輪發(fā)電機(jī)組的異常振動。

2.3 子線圈和線槽之間的滑動

汽輪發(fā)電機(jī)組中的轉(zhuǎn)子繞線組在槽內(nèi)需要保持勻稱狀態(tài)，一旦這種勻稱平衡被打破，那么電線與槽楔間﹑邊側(cè)電線以及內(nèi)壁之間都會發(fā)生被動的勻稱伸展，阻力較大的電線會在轉(zhuǎn)子的豎直方向產(chǎn)生作用力，阻礙轉(zhuǎn)子正常運(yùn)轉(zhuǎn)甚至變形。轉(zhuǎn)子電流與其變形情況是呈正比的，這是因?yàn)殡娋€在伸展時(shí)受到的阻力并不是持續(xù)的，繞線組的伸展也多是階躍的情況，轉(zhuǎn)子振動會引起一些部位發(fā)生突跳情況。如果繞線組的伸展受到較大的阻力，即便轉(zhuǎn)子電流較小也很難恢復(fù)到原有部位，汽輪發(fā)電機(jī)組的異常振動不會發(fā)生改善。

2.4 轉(zhuǎn)子熱變形

轉(zhuǎn)子熱變形也是造成汽輪發(fā)電機(jī)組異常振動的原因之一，受轉(zhuǎn)子熱變形的影響，振動振幅會成倍數(shù)增加，轉(zhuǎn)子溫和蒸汽參數(shù)也會受到影響，這種振動多是發(fā)生在汽輪發(fā)電機(jī)組冷態(tài)啟機(jī)定速后帶負(fù)荷階段。轉(zhuǎn)子溫度升高，材質(zhì)內(nèi)應(yīng)力釋放會造成轉(zhuǎn)子熱變形，相位隨之發(fā)生變化，引起機(jī)組異常振動。轉(zhuǎn)子的熱變形多分為永久性彎曲和臨時(shí)性彎曲兩種，雖是兩種不同的故障，但是故障機(jī)理類似，都是轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心引起的。

3 汽輪發(fā)電機(jī)組振動異常的問題處理

3.1 轉(zhuǎn)子存在熱彎曲的機(jī)組振動異常處理

針對受高壓轉(zhuǎn)子葉輪損壞或是高壓轉(zhuǎn)子熱彎曲影響造成的汽輪發(fā)電機(jī)振動異常，在機(jī)組檢修時(shí)首先要進(jìn)行揭缸，對汽輪發(fā)電機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查，檢查其是否存在損壞或是彎曲，也就是檢查是否存在引起汽輪發(fā)電機(jī)組振動異常的因素，轉(zhuǎn)子是否存在裂紋。在檢查轉(zhuǎn)子后，就需要對一瓦和二瓦進(jìn)行檢查，確保檢修后可以達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，而后對一瓦軸頸處晃度進(jìn)行檢修，確保其達(dá)到保證，如果情況允許，對于轉(zhuǎn)子也需要考慮作動平衡，這樣可以使得轉(zhuǎn)子存在熱彎曲的機(jī)組振動異常盡快解決，恢復(fù)汽輪發(fā)電機(jī)組的正常使用。

3.2 對軸頸晃度超標(biāo)或是對輪螺栓強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的處理

軸頸晃度超標(biāo)或是對輪螺栓強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)都會造成汽輪發(fā)電機(jī)組的振動異常，對于這類問題，檢修人員需要在機(jī)組停止時(shí)，對其各階軸頸晃度進(jìn)行檢查，要求在檢查處理后可以達(dá)到檢修規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。在檢修過程中，如果發(fā)現(xiàn)有問題的對輪螺栓要及時(shí)更換，盡可能選取高強(qiáng)度對輪螺栓。在檢修完成后還需要進(jìn)行軸系動平衡，這樣可以有效降低軸承振動，確保汽輪發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 檢修后仍存在振動異常的處理

如果汽輪發(fā)電機(jī)組在檢修完成后仍存在振動異常的問題，那么就說明造成汽輪發(fā)電機(jī)組振動異常的原因較為復(fù)雜，這就要求檢修人員能夠隨機(jī)應(yīng)變，針對不同的異常原因進(jìn)行檢修，確保發(fā)電機(jī)組可以恢復(fù)正常。此外，檢修人員也可以適當(dāng)提高瓦自身的位置，這樣可以有效解決各種異常情況，維持機(jī)器的正常運(yùn)行。

結(jié)語

汽輪發(fā)電機(jī)組的振動異常是汽輪機(jī)運(yùn)行過程中常見的問題，在進(jìn)行故障排除時(shí)需要結(jié)合故障特征進(jìn)行分析，確定故障原因后查看機(jī)組維修記錄，了解故障點(diǎn)零部件情況，對有問題的零部件及時(shí)更換調(diào)整。在進(jìn)行汽輪發(fā)電機(jī)振動原因分析時(shí)還要求檢修人員具備良好的經(jīng)驗(yàn)，提高檢修人員的專業(yè)素質(zhì)。只有做好汽輪發(fā)電機(jī)組的維修與保護(hù)，才可以確保機(jī)器的正常使用，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]張磊，張玉祥，楊建剛.某小型汽輪發(fā)電機(jī)異常振動診斷與處理[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2007（05）：67-69.

[2]胡曙光.確保汽輪發(fā)電機(jī)組長期安全穩(wěn)定運(yùn)行的方法與策略[J].中國商界（下半月），2009（05）：29-34.

[3]張莉，王海成，黃金庫.600MW汽輪發(fā)電機(jī)組失穩(wěn)故障分析和處理[J].黑龍江科技信息，2012（10）：45-48.

中圖分類號：TM311

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A