金鑫

摘 要： 在火力發(fā)電廠中汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于企業(yè)的安全生產(chǎn)至關(guān)重要，而汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子振動(dòng)幅度是汽輪機(jī)安全運(yùn)行的重要參數(shù)之一，對(duì)于火力發(fā)電廠汽輪機(jī)振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)的系統(tǒng)組成，汽輪機(jī)振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)的工作原理以及系統(tǒng)的主要功能，汽輪機(jī)振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用，在應(yīng)用過(guò)程中需要注意的問(wèn)題等進(jìn)行了系統(tǒng)的論述，為火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的使用提供了有力的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠 汽輪機(jī) 振動(dòng) 監(jiān)視系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）05-0300-01

引言

火力發(fā)電廠汽輪機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中， 一般都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)的問(wèn)題， 但是振動(dòng)幅度過(guò)大會(huì)對(duì)機(jī)組本身產(chǎn)生很大的影響，會(huì)對(duì)機(jī)組造成一定程度的損壞，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致人員傷亡的后果。為了保證火力發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)安全與經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行， 需要對(duì)軸承上的振動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，軸承的振動(dòng)強(qiáng)度以及幅值都是反映機(jī)組是否安全的重要參數(shù)。對(duì)于汽輪機(jī)振動(dòng)的幅值監(jiān)測(cè)的過(guò)程中如果超過(guò)一定的閾值， 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠發(fā)出報(bào)警信號(hào)通知檢修人員進(jìn)行停車(chē)檢修。對(duì)于某火力發(fā)電廠所使用的汽輪機(jī)振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行了研究分析，該汽輪機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括軟硬件兩大部分。硬件部分包括計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集裝置、傳感器、監(jiān)視器等；軟件部分主要是顯示以及數(shù)據(jù)處理兩部分。汽輪機(jī)振動(dòng)測(cè)量模塊是本監(jiān)視系統(tǒng)的核心組成部分，該振動(dòng)測(cè)量模塊的精度直接決定了振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)的可靠性。

一、振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)組成

汽輪機(jī)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置主要包括振動(dòng)測(cè)量裝置與顯示儀表， 振動(dòng)測(cè)量裝置主要由振動(dòng)傳感器、線纜以及支架等部分組成；監(jiān)視儀表包括電源、測(cè)量模塊以及機(jī)柜和軟件等部分。汽輪機(jī)的振動(dòng)測(cè)試點(diǎn)是監(jiān)視系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初就已經(jīng)確定了的。

二、振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)工作原理

轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)主要是通過(guò)相對(duì)振動(dòng)來(lái)反映的，利用渦流原理來(lái)進(jìn)行振動(dòng)的測(cè)量，通過(guò)軸振動(dòng)模塊可以將轉(zhuǎn)子相對(duì)于軸承的振動(dòng)幅值計(jì)算出來(lái)，并且計(jì)算出來(lái)的數(shù)值可以通過(guò)傳感器上的輸出緩沖器前置器輸出到PC上，利用所帶的組態(tài)軟件對(duì)其進(jìn)行分析。然后結(jié)合振動(dòng)的過(guò)程，將兩個(gè)方向的振動(dòng)進(jìn)行合成就能夠得到軸心的振動(dòng)軌跡。一般將渦流探頭安裝到軸承的殼子上來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，在這種情況下軸承與測(cè)量探頭變?yōu)榱艘惑w，因而得到的結(jié)果是轉(zhuǎn)子關(guān)于軸承殼的相對(duì)振動(dòng)。軸承的振動(dòng)水平方向與豎直方向并不相關(guān)， 因而在測(cè)量的過(guò)程中需要分別對(duì)水平方向與豎直方向利用軸承進(jìn)行測(cè)量。利用傳感器端部與轉(zhuǎn)子表面間隙變化來(lái)在板件上輸出交流信號(hào)， 然后板件計(jì)算出間隙的變化情況。振動(dòng)模塊測(cè)量裝置上有相應(yīng)的模擬通道的輸出，在通常情況下，只有汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速超過(guò)300轉(zhuǎn)每秒的時(shí)候，振動(dòng)測(cè)量的數(shù)值才是有效的。汽輪機(jī)軸承振動(dòng)的測(cè)量范圍為0到400微米；將預(yù)警的數(shù)值設(shè)置為130微米，將停車(chē)的數(shù)值設(shè)置為250微米。

三、振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用

在將汽輪機(jī)振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)安裝的過(guò)程中，應(yīng)該將監(jiān)視探頭牢固的安裝到汽輪機(jī)的軸承殼上，將零點(diǎn)設(shè)置在前置電壓器的-10V處。而對(duì)于軸承絕對(duì)振動(dòng)值的測(cè)量需要直接將探頭安裝到軸承蓋上， 并不需要設(shè)置零點(diǎn)電壓。在安裝的過(guò)程中需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的流程規(guī)范進(jìn)行安裝， 并且對(duì)于間隙以及零點(diǎn)電壓值進(jìn)行設(shè)定：對(duì)于1號(hào)軸承，將橫向的輸出電壓設(shè)置為-10V，將Y向的輸出電壓設(shè)置為-10V；其他2號(hào)到8號(hào)軸承同樣設(shè)置。

一般將軸承振動(dòng)的幅值作為振動(dòng)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。汽輪機(jī)的報(bào)警數(shù)值與停機(jī)數(shù)值一般設(shè)置為120微米與250微米。對(duì)于1號(hào)的軸承進(jìn)行了振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝，并且實(shí)現(xiàn)了正常的運(yùn)作，在使用的過(guò)程中較好的發(fā)揮了監(jiān)測(cè)預(yù)警的作用。該機(jī)組的汽輪機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中達(dá)到了將近3000轉(zhuǎn)的數(shù)值，在這種情況下4號(hào)軸承的振動(dòng)幅值達(dá)到257微米，機(jī)組在達(dá)到預(yù)警值后停車(chē)，在機(jī)組進(jìn)行重啟的過(guò)程中振動(dòng)的瞬時(shí)數(shù)值達(dá)到該參數(shù)之后都會(huì)實(shí)現(xiàn)跳閘。但是在超過(guò)3000轉(zhuǎn)數(shù)值以后，在機(jī)組穩(wěn)定之后振動(dòng)偏差反而會(huì)降下來(lái)。因而在汽輪機(jī)組進(jìn)行啟動(dòng)的過(guò)程中需要對(duì)該過(guò)程進(jìn)行提前控制，保證機(jī)組能夠正常運(yùn)作。然后在機(jī)組停機(jī)之后對(duì)停機(jī)的原因進(jìn)行了詳細(xì)的分析：在調(diào)查的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)傳感器沒(méi)有問(wèn)題，沒(méi)有虛假信號(hào)的存在；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的線路也不存在故障；也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)軸承瓦摩擦的問(wèn)題。最后經(jīng)過(guò)分析得到的原因如下： 在汽輪機(jī)啟動(dòng)的過(guò)程中，氣缸的溫度越高， 那么相應(yīng)的振動(dòng)幅值越大。并且在暖機(jī)工作的過(guò)程中再熱溫度變化較大，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致沖轉(zhuǎn)時(shí)的壓力過(guò)大，但是調(diào)節(jié)溫度的裝置往往會(huì)在所規(guī)定的溫度范圍之內(nèi)就開(kāi)始運(yùn)作，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致暖機(jī)時(shí)間不足，并網(wǎng)之后帶初始負(fù)荷的過(guò)程中就需要對(duì)其進(jìn)行暖機(jī)，但是還是沒(méi)有達(dá)到暖機(jī)的時(shí)間要求， 另外操作的時(shí)間也會(huì)對(duì)暖機(jī)的時(shí)間造成一定程度的影響。

四、振動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)的使用與維護(hù)

通過(guò)上述分析可以知道，在汽輪機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)了各種各樣的問(wèn)題，因而在汽輪機(jī)振動(dòng)裝置使用的過(guò)程中應(yīng)該注意以下問(wèn)題：

1.汽輪機(jī)的振動(dòng)異?，F(xiàn)象

在振動(dòng)預(yù)警設(shè)置的過(guò)程中需要預(yù)先設(shè)定啟動(dòng)時(shí)的振動(dòng)過(guò)大情況，任何一個(gè)軸承的振動(dòng)超過(guò)120微米的情況下進(jìn)行報(bào)警，如果振動(dòng)的幅值超過(guò)了250微米，汽輪機(jī)就會(huì)自動(dòng)停車(chē)，然后利用輔助的裝置進(jìn)行振動(dòng)的測(cè)試來(lái)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。

2.汽機(jī)振動(dòng)大的主要原因

在軸承的潤(rùn)滑油溫度出現(xiàn)異常的情況下，如果溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致油膜的損壞，在啟動(dòng)過(guò)程中容易造成的共振，汽輪機(jī)會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的摩擦，葉片斷裂以及汽輪機(jī)內(nèi)部的部件脫落，都會(huì)造成碰撞導(dǎo)致振動(dòng)幅度過(guò)大，汽輪機(jī)在進(jìn)水以及蒸汽溫度過(guò)低的情況，發(fā)電機(jī)的線路損壞或者是葉片損壞，以及靜子電流不平衡的情況，轉(zhuǎn)子的閘間的短路，轉(zhuǎn)子的通風(fēng)系統(tǒng)的堵塞；推力軸承以及徑向的軸承的損壞；由于氣缸的膨脹所造成的中心的位移，汽輪機(jī)的軸的彎曲，以及汽水的振動(dòng)等都會(huì)造成軸承振動(dòng)幅度的增大。

3.汽機(jī)振動(dòng)大的處理

在正常運(yùn)行的過(guò)程中如果轉(zhuǎn)子的振動(dòng)幅度增大， 一般可以將汽輪機(jī)的負(fù)荷降低來(lái)降低軸承的振動(dòng)幅度，然后查找造成軸承振動(dòng)幅度增大的原因，接著解決問(wèn)題，然后再重新將軸承的負(fù)荷逐漸增加， 在將汽輪機(jī)的負(fù)荷逐漸增加的過(guò)程中要注意軸承振動(dòng)的觀測(cè)數(shù)值，如果在這個(gè)過(guò)程中軸承振動(dòng)的幅度又開(kāi)始增加的話就需要停止汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷的增加；并且注意汽輪機(jī)的差脹、軸位移以及軸承振動(dòng)數(shù)值的變化趨勢(shì)，也就是在發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)異常的情況下必須要及時(shí)的發(fā)現(xiàn)原因并解決問(wèn)題，對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)的內(nèi)部以及軸承的響動(dòng)進(jìn)行傾聽(tīng)如果出現(xiàn)異常的響動(dòng)就需要根據(jù)情況進(jìn)行降低負(fù)荷或者是停車(chē)檢查，避免進(jìn)一步出現(xiàn)更加危險(xiǎn)的狀況；對(duì)于潤(rùn)滑油的油溫進(jìn)行檢查，以及軸承瓦的溫度進(jìn)行檢查，檢查回油的溫度是否正常， 如果不正常就需要采取措施將其調(diào)整正常；檢查汽輪機(jī)的上下缸的溫差是否處于一個(gè)正常的水平，并且按照汽輪機(jī)進(jìn)水的措施進(jìn)行相應(yīng)的處理，如果汽輪機(jī)機(jī)組中的任意一組的軸承振動(dòng)的幅值超過(guò)額定的數(shù)值，那么汽輪機(jī)都會(huì)及時(shí)的進(jìn)行停車(chē)，否則就需要通過(guò)手動(dòng)的方式來(lái)進(jìn)行停車(chē)處理。如果是由于順序閥所造成的軸承的振動(dòng)問(wèn)題， 就需要將其切換為單閥運(yùn)行的方式，降低汽輪機(jī)的無(wú)功參數(shù)也可以在一定程度上降低汽輪機(jī)的振動(dòng)。

五、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于具有轉(zhuǎn)子的汽輪機(jī)來(lái)講，標(biāo)志汽輪機(jī)是否能夠安全穩(wěn)定的工作的參數(shù)中，轉(zhuǎn)子的徑向的振幅是一個(gè)很關(guān)鍵的參數(shù)，在很多的機(jī)械故障中，很多問(wèn)題如轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的不平衡問(wèn)題以及摩擦問(wèn)題等都可以利用轉(zhuǎn)子的振動(dòng)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。軸承的振動(dòng)參數(shù)越來(lái)越成為機(jī)械故障診斷的一個(gè)重要的參數(shù)，對(duì)于綜合性的故障診斷以及汽輪機(jī)的安全運(yùn)行都是不可缺少的一部分。作為發(fā)電廠應(yīng)該將對(duì)于轉(zhuǎn)子的振動(dòng)測(cè)量重視起來(lái)， 切實(shí)做到機(jī)組運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。

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