吳迪 張宇

摘 要：汽輪機(jī)在火力發(fā)電廠中具有十分重要的作用，它的運(yùn)轉(zhuǎn)效果是否正常，直接影響著火電廠生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性與安全性，而汽輪機(jī)的核心是轉(zhuǎn)子，但其最容易出現(xiàn)問(wèn)題，在運(yùn)行的過(guò)程中，往往會(huì)因?yàn)楫惓Ｇ闆r出現(xiàn)振動(dòng)，直接影響著汽輪機(jī)的工作，如果出來(lái)不當(dāng)就會(huì)造成汽輪機(jī)的工作出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)于汽輪機(jī)振動(dòng)可以采用噪聲、溫度、壓力等方式進(jìn)行檢查，然后根據(jù)具體的情況進(jìn)行處理。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);異常振動(dòng);原因分析;解決對(duì)策

1 汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因分析

1.1 油膜振蕩引發(fā)異常振動(dòng)

汽輪機(jī)中有一種重要組成部件就是油膜，汽輪機(jī)被工作人員啟動(dòng)后，汽輪機(jī)開始進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，這時(shí)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子開始進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，油膜對(duì)軸頸的作用力大于軸頸重力和科氏力的合力，使軸頸向上浮動(dòng)，產(chǎn)生弓形渦動(dòng)，伴隨著強(qiáng)烈的作用力作用到軸承的油膜上，慢慢的就會(huì)導(dǎo)致油膜的穩(wěn)定性降低并且開始出現(xiàn)振動(dòng)的現(xiàn)象。而且就算當(dāng)發(fā)電機(jī)開始正常運(yùn)行時(shí)，旋轉(zhuǎn)的軸頸在滑動(dòng)的軸承中帶動(dòng)潤(rùn)滑油高速流動(dòng)，由于作用力與反作用力的作用，高速轉(zhuǎn)動(dòng)油流就會(huì)反過(guò)來(lái)作用軸頸，最終就會(huì)產(chǎn)生一種振蕩的現(xiàn)象。

1.2 氣流激振

發(fā)電廠運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，各類機(jī)組需要長(zhǎng)時(shí)間、超負(fù)荷運(yùn)行，短時(shí)間內(nèi)軸振會(huì)加速。此時(shí)，采取降低運(yùn)行負(fù)荷，振動(dòng)也會(huì)相應(yīng)的減速。在不均衡氣流沖擊的影響下，汽輪機(jī)組葉片在氣流激振影響下，汽輪機(jī)組本身體積與設(shè)備數(shù)值的差異，會(huì)導(dǎo)致氣體在葉片內(nèi)的膨脹，將會(huì)導(dǎo)致流道混亂，使得汽輪機(jī)組出現(xiàn)異常振動(dòng)現(xiàn)象。

1.3 轉(zhuǎn)子變形

通過(guò)深入分析汽輪機(jī)組異常振動(dòng)案例，發(fā)現(xiàn)由轉(zhuǎn)子異常振動(dòng)引發(fā)的故障次數(shù)較多。汽輪機(jī)組工作環(huán)境比較復(fù)雜，即便是正常工作狀態(tài)下，也無(wú)法保障轉(zhuǎn)子的有效切合，及時(shí)避免機(jī)組異常振動(dòng)，影響發(fā)電廠的運(yùn)行。加之機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間處于超負(fù)荷工作狀態(tài)，受到各類因素的影響，摩擦力的影響，將會(huì)導(dǎo)致機(jī)組熱量增加。隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，轉(zhuǎn)子的材質(zhì)會(huì)受到影響，使得變形問(wèn)題出現(xiàn)，導(dǎo)致振動(dòng)異常。

2 汽輪機(jī)異常振動(dòng)的解決對(duì)策

2.1 油膜振蕩的解決對(duì)策

根據(jù)之前所介紹的關(guān)于油膜可以造成汽輪機(jī)的異常振動(dòng)，想要防止出現(xiàn)這種情況，首先需要使汽輪機(jī)中的轉(zhuǎn)子與軸承之間能夠合理的工作下去，使得它們之間的摩擦力降低，其次工作人員應(yīng)該選擇粘度小的潤(rùn)滑劑來(lái)對(duì)它們進(jìn)行潤(rùn)滑，這樣做的原因是如果潤(rùn)滑油選擇了較大的粘度，那么他們的承載力也會(huì)隨之增大，而且當(dāng)粘度增大時(shí)，會(huì)使油的分布結(jié)構(gòu)有所損壞，造成轉(zhuǎn)子與部件之間的摩擦力增大，另外還可以通過(guò)讓軸瓦頂部的距離縮短使得軸瓦上的承合寬度變的更大一些。

2.2 汽流激振的解決對(duì)策

汽輪機(jī)汽流激振的故障排除，首先要找到汽流激振的原因，需要對(duì)長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)的數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律，將滿負(fù)荷、正常運(yùn)行、空載時(shí)的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用曲線圖走勢(shì)，找到引發(fā)振動(dòng)的因素。從而逐漸調(diào)解輸出功率，汽流緩慢增加，將振動(dòng)數(shù)據(jù)繪成曲線圖與正常曲線圖進(jìn)行對(duì)比。汽輪機(jī)負(fù)荷增加后，汽門隨著負(fù)荷的增加不斷變化來(lái)抵消汽流振動(dòng)的危害。因此，對(duì)于汽流激振的故障，需要長(zhǎng)時(shí)間的觀察和精細(xì)化調(diào)整負(fù)荷參數(shù)，才能有效降低汽流激振的不良影響，維持發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 應(yīng)用案例分析

某核電廠汽輪機(jī)是由東方電氣集團(tuán)采用ALSTOM技術(shù)生產(chǎn)的ArabelleTM1000MW級(jí)大型半速汽輪機(jī)。在機(jī)組調(diào)試期間，曾經(jīng)連續(xù)三次出現(xiàn)汽機(jī)2號(hào)軸瓦振動(dòng)異常，超過(guò)手動(dòng)打閘閾值130μm，導(dǎo)致被迫停機(jī)。

3.1 原因分析

一般來(lái)說(shuō)，汽輪機(jī)振動(dòng)高通常發(fā)生在啟停過(guò)程中。汽輪發(fā)電機(jī)組在啟停過(guò)程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，機(jī)組出現(xiàn)劇烈振動(dòng)，而超過(guò)這一轉(zhuǎn)速后振動(dòng)又會(huì)減小，恢復(fù)正常。引起汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的原因很多，主要原因有制造水平不高、安裝不夠合理、檢修和運(yùn)行管理水平不高等，而且它們之間又是相互影響的。

3.2 故障排查

①中壓缸通流間隙的數(shù)據(jù)對(duì)比與分析。汽輪機(jī)內(nèi)部發(fā)生摩擦?xí)鹫駝?dòng)。經(jīng)核實(shí)汽輪機(jī)安裝階段通流間隙數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，3號(hào)機(jī)組高中壓缸徑向通流間隙雖滿足安裝要求，但是與1號(hào)和2號(hào)機(jī)組進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)存在如下問(wèn)題：中壓缸徑向通流間隙在不同方向上均存在偏下限的情況;中壓缸四個(gè)級(jí)的下部間隙均恰好為下限值;中壓缸四個(gè)級(jí)的右部間隙均只比下限高0.02～0.05mm;中壓第三級(jí)徑向通流間隙上下左右四個(gè)方向上均僅比下限高0.00～0.05mm。②中壓缸排汽溫度與二級(jí)進(jìn)汽閥門開度的數(shù)據(jù)對(duì)比與分析。汽輪機(jī)缸體溫度變化直接影響汽缸的膨脹，使得汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙發(fā)生變化，從而可能導(dǎo)致碰摩（表1、2）。

綜上所述，發(fā)電廠需要長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)，使得其中設(shè)備易發(fā)故障，其中汽輪機(jī)故障最為普遍。比如：轉(zhuǎn)子變形、摩擦震動(dòng)等，一旦出現(xiàn)故障，將會(huì)影響發(fā)電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。技術(shù)人員需要采取相應(yīng)的方式，精準(zhǔn)判斷發(fā)電廠的運(yùn)行狀態(tài)，在出現(xiàn)突發(fā)事件與故障的情況下，及時(shí)解決，以此為發(fā)電廠機(jī)械設(shè)備、汽輪機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，以此保障發(fā)電質(zhì)量，推動(dòng)發(fā)電廠得到更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]陳可露.火電廠汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因及解決對(duì)策分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，15：63-64.