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        汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的影響因素分析探討

        2019-09-10 00:55:31劉洋
        名城繪 2019年7期
        關(guān)鍵詞:影響因素振動(dòng)

        劉洋

        摘要:汽輪發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)的因素有很多,其對(duì)整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生一定的影響,對(duì)此,必須引起足夠的重視,本文就針對(duì)引起汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的原因及應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行分析。

        關(guān)鍵詞:汽輪發(fā)電機(jī)組;振動(dòng);影響因素

        汽輪發(fā)電機(jī)組軸承振動(dòng)的大小直接關(guān)系到機(jī)組能否安全運(yùn)行,而對(duì)于發(fā)電廠來說安全運(yùn)行能帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益。引起汽輪發(fā)電機(jī)組軸承振動(dòng)過大或者異常的原因有很多,既有設(shè)計(jì)制造方面的原因;也有運(yùn)行方面的原因;還有安裝和檢修等方面的原因。下面就這幾個(gè)影響因素分別進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

        1設(shè)計(jì)制造方面

        汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械,如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合則會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)子的不平衡而產(chǎn)生一個(gè)離心力,這個(gè)離心力對(duì)軸承產(chǎn)生一個(gè)激振力使之引起機(jī)組振動(dòng),如果這個(gè)離心力過大,則機(jī)組的振動(dòng)就會(huì)異常。在廠家制造過程中,產(chǎn)生汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡量較大的原因主要是機(jī)械加工精度不夠和裝配[O31]工藝質(zhì)量較差,所以必須提高機(jī)械加精度,同時(shí)保證裝配質(zhì)量,從而才能保證轉(zhuǎn)子的原始不平衡量較小。另外,如果機(jī)組的設(shè)計(jì)不當(dāng)也會(huì)引起機(jī)組的振動(dòng)。例如,在設(shè)計(jì)階段機(jī)組支持軸承的選用也是非常重要的,如果軸承選取不當(dāng),也會(huì)因?yàn)檩S承的穩(wěn)定性較差,汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子哪怕是極小的不平衡量也會(huì)引起機(jī)組較大的振動(dòng);軸承的油膜形成不好也極易誘發(fā)油膜振蕩而產(chǎn)生振動(dòng)。

        2安裝和檢修方面

        汽輪發(fā)電機(jī)組在安裝和檢修過程中的工藝質(zhì)量對(duì)機(jī)組振動(dòng)的影響非常大,根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組振動(dòng)的分析,很多汽輪發(fā)電機(jī)組的軸承振動(dòng)過大都是由于安裝和檢修不當(dāng)引起的,或者說機(jī)組的振動(dòng)很多時(shí)候都是可以通過安裝或檢修來解決的。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安裝和檢修情況,下面重點(diǎn)介紹對(duì)機(jī)組振動(dòng)有明顯影響的幾個(gè)因素。

        2.1軸承的標(biāo)高

        不管是汽輪機(jī)還是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,其兩端都是由軸承支撐的,如果兩端的軸承標(biāo)高不在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi),那么轉(zhuǎn)子兩端軸承的負(fù)荷分配就不合理。負(fù)荷較輕的一邊,軸瓦內(nèi)的油膜將會(huì)形成不好或者根本不能建立油膜,這樣就會(huì)誘發(fā)機(jī)組的自激振動(dòng)、油膜振動(dòng)和汽流激振等;而負(fù)荷較重的一邊,由于吃力太大,會(huì)引起軸瓦溫度升高,當(dāng)軸瓦烏金溫度達(dá)到一定值時(shí),很容易產(chǎn)生軸瓦烏金過熱現(xiàn)象,從而造成機(jī)組的振動(dòng)。

        2.2機(jī)組中心

        機(jī)組中心應(yīng)包括轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度、支撐轉(zhuǎn)子各軸承的標(biāo)高、軸系連接的同心度和平直度。如果轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度偏差過大,則可能會(huì)引起汽流激振、電磁激振和動(dòng)靜碰磨。若碰磨發(fā)生在轉(zhuǎn)軸處,則會(huì)使轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲而引起不穩(wěn)定強(qiáng)迫振動(dòng)。

        2.3滑銷系統(tǒng)

        不論是汽輪機(jī)還是發(fā)電機(jī),當(dāng)機(jī)組帶負(fù)荷受熱后都要產(chǎn)生膨脹,而又不能讓其自由膨脹,滑銷系統(tǒng)就是引導(dǎo)膨脹的。當(dāng)滑銷系統(tǒng)卡澀時(shí),機(jī)組的膨脹就會(huì)受到限制,當(dāng)機(jī)組的膨脹受到限制時(shí)就會(huì)引起機(jī)組較大的振動(dòng),嚴(yán)重時(shí)以至于不能開機(jī)或者引起動(dòng)靜碰磨,從而造成更大的破壞。

        3運(yùn)行方面

        機(jī)組的振動(dòng)除了與上面闡述的各方面因素有關(guān)外,還與機(jī)組的運(yùn)行狀況存在很大的關(guān)系。

        3.1機(jī)組膨脹

        前面已經(jīng)講到,機(jī)組的滑銷系統(tǒng)對(duì)機(jī)組振動(dòng)的影響情況,而機(jī)組的膨脹是受其滑銷系統(tǒng)制約的。當(dāng)滑銷系統(tǒng)本身不存在問題時(shí),如果運(yùn)行人員操作不當(dāng),機(jī)組也會(huì)出現(xiàn)膨脹不暢的問題。最明顯的例子是在開機(jī)過程中,當(dāng)機(jī)組的暖機(jī)時(shí)間不夠或者升速加負(fù)荷過快,則機(jī)組各部分的膨脹就不一樣,這樣一方面會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力,減少機(jī)組的壽命;另一方面就會(huì)引起過大的膨脹差,從而影響機(jī)組的開機(jī)過程,當(dāng)機(jī)組的膨脹不充分時(shí),極易引起機(jī)組的動(dòng)靜碰磨而產(chǎn)生振動(dòng)。

        3.2潤(rùn)滑油溫

        軸頸在軸瓦內(nèi)的穩(wěn)定性如何決定了機(jī)組誘發(fā)振動(dòng)的可能性有多大,當(dāng)穩(wěn)定性太差時(shí),外界因素的變化很容易引起機(jī)組振動(dòng)的產(chǎn)生。而潤(rùn)滑油在軸瓦內(nèi)形成的油膜是影響轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性的一個(gè)重要影響因素,油膜的形成除了與軸承烏金有關(guān)外,還有一個(gè)重要因素就是潤(rùn)滑油油溫,潤(rùn)滑油油溫應(yīng)該在一個(gè)合理的范圍內(nèi),過高過低都對(duì)油膜的形成不利。

        3.3軸封進(jìn)汽溫度

        每一軸封的進(jìn)汽溫度都存在著一定的差異,在運(yùn)行規(guī)程范圍內(nèi)調(diào)整軸封進(jìn)汽溫度會(huì)對(duì)機(jī)組的振動(dòng)產(chǎn)生一定的影響。軸封進(jìn)汽的溫度對(duì)機(jī)組振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一定的影響,主要表現(xiàn)為進(jìn)汽溫度對(duì)軸承座標(biāo)高的影響和溫度對(duì)端部汽封處動(dòng)靜間隙的影響。

        3.4掌控機(jī)組真空和排汽缸溫度

        機(jī)組真空和排汽缸溫度總是相輔相成的,其中一個(gè)因素的變化必然引起另一個(gè)因素的改變。對(duì)于軸承座坐落在排汽缸上的機(jī)組來說,排汽缸溫度的變化主要表現(xiàn)在對(duì)軸承座標(biāo)高的影響上,所以會(huì)對(duì)機(jī)組的振動(dòng)產(chǎn)生影響。

        3.5發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流

        當(dāng)電流通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量,這部分熱量就要會(huì)使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生膨脹,當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子本身存在一定量的質(zhì)量不平衡時(shí),由于膨脹會(huì)使該不平衡產(chǎn)生的力矩發(fā)生改變。從而引起機(jī)組的振動(dòng)變化;當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子自身存在膨脹不均時(shí),即使冷態(tài)情況下質(zhì)量平衡較好,也會(huì)由于膨脹的不均勻性產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的質(zhì)量不平衡,而這一質(zhì)量不平衡在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子恢復(fù)到冷態(tài)時(shí)也會(huì)隨之消失。另一方面.如果發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部本身存在短路情況。當(dāng)電流通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)會(huì)產(chǎn)生局部放熱過大的現(xiàn)象,此處的轉(zhuǎn)子由于受到較多的熱量堆積而使膨脹較大,這就與其他地方的膨脹產(chǎn)生差別,又會(huì)形成一動(dòng)態(tài)的質(zhì)量不平衡。

        3.6斷葉片引發(fā)汽輪機(jī)組的振動(dòng)

        汽輪機(jī)組出現(xiàn)斷葉片的情況,轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布將會(huì)發(fā)生改變,這將引起機(jī)組振動(dòng)的變化,這一現(xiàn)象在運(yùn)行過程中很難被發(fā)現(xiàn),振動(dòng)的變化將會(huì)引起振動(dòng)相位發(fā)生改變,現(xiàn)場(chǎng)施工中的儀表一般只能監(jiān)視振動(dòng)大小的變化,所以必須盡量避免斷葉片的出現(xiàn),這就要求在設(shè)計(jì)與制造安裝過程中采取有效的控制措施,減少機(jī)組運(yùn)行過程中的振動(dòng),盡量維持平衡。

        4結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,我們發(fā)現(xiàn),影響汽輪發(fā)電機(jī)組[O32]振動(dòng)的因素很多,但是歸根結(jié)底是由于管理不到位,操作人員的失誤造成的,因此要加強(qiáng)人員的管理,提高管理的水平,保證汽輪發(fā)電機(jī)組[O33]的平穩(wěn)運(yùn)行。

        參考文獻(xiàn):

        [1]鄒本艷.汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)原因分析[J].化學(xué)工程與裝備,2017,08:223-225.

        [2]李可人,周覓,雷浩.汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)問題研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2019,05:153-154.

        [3]秦玉書,朱丹.汽輪發(fā)電機(jī)異常振動(dòng)的問題分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2015,21:72.

        (作者單位:哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司)

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