麥遠(yuǎn)華

摘 ?要：在旋轉(zhuǎn)式蒸汽動(dòng)力裝置中，汽輪機(jī)是非常重要的設(shè)備，在機(jī)器運(yùn)行當(dāng)中，會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)的現(xiàn)象。振動(dòng)也是判斷汽輪機(jī)運(yùn)行是否正常的標(biāo)準(zhǔn)之一。當(dāng)出現(xiàn)振動(dòng)異常時(shí)，就說明汽輪機(jī)出現(xiàn)了故障。汽輪機(jī)振動(dòng)的原因有很多，為了保證機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，要根據(jù)汽輪機(jī)的異常振動(dòng)原因進(jìn)行分析，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行解決。本文主要就解決汽輪機(jī)異常振動(dòng)的方法進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);異常;振動(dòng)

引言

振動(dòng)是汽輪機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，出現(xiàn)的必然現(xiàn)象。有的振動(dòng)是正常現(xiàn)象，有些振動(dòng)是異常振動(dòng)。所以，振動(dòng)是鑒定汽輪機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的證明。如果汽輪機(jī)有異常振動(dòng)，有可能是工作時(shí)間過長或者內(nèi)部元件的損壞。當(dāng)然，引起汽輪機(jī)異常振動(dòng)還有很多原因，我們要根據(jù)汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因進(jìn)行具體分析，找到有針對性的解決方法，保證汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。

1常見的汽輪機(jī)異常振動(dòng)形成原因

汽輪機(jī)是電廠中三大設(shè)備之一，當(dāng)轉(zhuǎn)子損壞或者潤滑油系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，就會(huì)形成異常振動(dòng)。根據(jù)汽輪機(jī)異常振動(dòng)的幾種常見原因，進(jìn)行一些簡單介紹。

1.1轉(zhuǎn)子熱變形會(huì)導(dǎo)致不正常的振動(dòng)現(xiàn)象

轉(zhuǎn)子熱變形會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生不正常的振動(dòng)現(xiàn)象，這是一個(gè)比較常見的現(xiàn)象。我們知道，機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦?xí)a(chǎn)生熱量的上升，汽輪機(jī)也不例外。汽輪機(jī)中的轉(zhuǎn)子在高溫環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)，由于材料或者氣缸上下受熱不均等方面的原因，轉(zhuǎn)子就會(huì)變形，這時(shí)轉(zhuǎn)子周圍的各個(gè)零件就會(huì)變得比較接近，動(dòng)葉與靜葉之間就會(huì)發(fā)生碰磨。汽輪機(jī)的動(dòng)靜碰磨，就會(huì)使汽輪機(jī)產(chǎn)生異常振動(dòng)的現(xiàn)象。

1.2油膜振蕩引發(fā)異常振動(dòng)

汽輪機(jī)的異常振動(dòng)有可能是油膜振蕩產(chǎn)生的。汽機(jī)的轉(zhuǎn)子軸徑小于軸承的內(nèi)徑，因此在轉(zhuǎn)子和軸承之間就形成了鍥形的間隙，當(dāng)潤滑油進(jìn)入軸承后，在鍥形間隙內(nèi)就形成了油膜。當(dāng)汽輪機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子的速度也越來越快，油膜和油頸之間的力，要大于其他對油頸產(chǎn)生的力，就會(huì)造成油頸位置變化，產(chǎn)生一個(gè)弓形渦動(dòng)力，作用在油膜上，就會(huì)讓油膜發(fā)生變化，產(chǎn)生振動(dòng)。還有一點(diǎn)，油膜產(chǎn)生的這種振動(dòng)現(xiàn)象，即使是汽輪機(jī)正常的運(yùn)行，也會(huì)出現(xiàn)。因?yàn)闈櫥偷母咚倭鲃?dòng)，把力作用在油頸上，作用力和反作用力相互作用，汽輪機(jī)就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。

1.3汽流激振引發(fā)異常振動(dòng)

汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)由于氣流激振的原因引發(fā)異常振動(dòng)。這是因?yàn)椋啓C(jī)是由靜葉和動(dòng)葉組合而成的，在最后一個(gè)環(huán)節(jié)中，由于傳輸距離長，汽輪機(jī)的葉片由于熱蒸汽或者熱度原因，會(huì)產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，就會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。為了判斷汽輪機(jī)的異常振動(dòng)是不是因?yàn)闊嵴羝ふ褚鸬?，可以從三個(gè)方面進(jìn)行判斷。第一方面，對汽輪機(jī)組的低頻分量進(jìn)行記錄，低頻分量記錄過高，就有很大可能是氣流激振引起的異常振動(dòng)。第二方面，是由于運(yùn)行參數(shù)設(shè)置的不合理，壓力和溫度的不匹配，導(dǎo)致突然的振動(dòng)現(xiàn)象。例如：運(yùn)行的負(fù)荷參數(shù)設(shè)置過低，導(dǎo)致振動(dòng)的出現(xiàn)。第三方面比較特殊，是由于不正確的配氣方式導(dǎo)致的[1]。

2排除汽輪機(jī)異常振動(dòng)的方法

2.1排除汽輪機(jī)的汽流激振現(xiàn)象

當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生異常振動(dòng)時(shí)，根據(jù)汽輪機(jī)的狀況，首先要確認(rèn)是否汽流激振引起的故障。汽輪機(jī)的氣流激振現(xiàn)象要通過具體的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后畫出振動(dòng)曲線圖，確認(rèn)無誤后，找出適當(dāng)?shù)姆椒ń鉀Q這一問題。所以，當(dāng)汽輪機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，出現(xiàn)異常振動(dòng)后，確定是汽流激振引起的振動(dòng)，就要根據(jù)它的特性進(jìn)行問題的解決。例如：當(dāng)出現(xiàn)了汽流激振現(xiàn)象時(shí)，要觀察汽輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。為了排除汽輪機(jī)汽流激振，可以適當(dāng)降低汽輪機(jī)的負(fù)荷，讓汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，躲開汽流激振的負(fù)荷范圍。

2.2排除汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子熱變形問題

在如何排除汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子熱變形這一問題時(shí)，首先要明白轉(zhuǎn)子受熱變形的原因。然后，根據(jù)原因找出解決方案，進(jìn)而徹底解決問題。我們知道，當(dāng)汽輪機(jī)剛沖轉(zhuǎn)時(shí)，汽缸的溫度比蒸汽的溫度較低。當(dāng)汽輪機(jī)的進(jìn)汽參數(shù)不斷升高，轉(zhuǎn)子的溫度也會(huì)不斷的提升，當(dāng)溫度持續(xù)升高時(shí)，產(chǎn)生的熱應(yīng)力有可能使汽輪機(jī)振動(dòng)加大，轉(zhuǎn)子的線圈脫落或者變形，使汽輪機(jī)工作過程中產(chǎn)生異常振動(dòng)。所以，根據(jù)這一情況，我們應(yīng)該采取汽輪機(jī)的滑移層增強(qiáng)功能的手段，解決這一問題。具體做法就是，將轉(zhuǎn)子表面進(jìn)行滑移材料——聚四氯乙烯材質(zhì)整體覆蓋，目的是保證汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子匝線能夠伸縮自如，避免熱量過高引起匝線脫落的現(xiàn)象。在汽輪機(jī)異常振動(dòng)時(shí)，如果轉(zhuǎn)子因熱量過高而變形，根據(jù)實(shí)際情況，可以直接更換轉(zhuǎn)子，進(jìn)而解決汽輪機(jī)的振動(dòng)異常的問題，徹底解決轉(zhuǎn)子受熱變形的故障。

2.3排除汽輪機(jī)摩擦振動(dòng)故障

在解決汽輪機(jī)摩擦振動(dòng)故障這個(gè)問題時(shí)，首先要清楚汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中，摩擦是不可避免的。但是，要盡最大可能減少摩擦引起的汽輪機(jī)振動(dòng)狀況。下面有幾種常見的現(xiàn)象，供大家參考學(xué)習(xí)。1.當(dāng)摩擦引起了汽輪機(jī)異常振動(dòng)時(shí)，要停止汽輪機(jī)的升速或者升負(fù)荷，避免出現(xiàn)汽輪機(jī)大軸永久性彎曲問題。2.當(dāng)汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于摩擦的原因，出現(xiàn)臨界點(diǎn)轉(zhuǎn)速過低時(shí)，就要及時(shí)打閘汽輪機(jī)。3.在摩擦前提下，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過臨界值時(shí)，就要延長汽輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，通過摩擦增大磨合間隙的作用，進(jìn)而提升速度。4.當(dāng)汽輪機(jī)摩擦在負(fù)荷運(yùn)行中出現(xiàn)問題時(shí)，就要對汽輪機(jī)的振動(dòng)情況進(jìn)行觀察：（1）正常運(yùn)行，隨時(shí)監(jiān)控汽輪機(jī)的振動(dòng)變化;（2）振動(dòng)幅度不斷增加時(shí)，就要降低汽輪機(jī)負(fù)荷，甚至打閘汽輪機(jī)，避免摩擦造成振動(dòng)故障[2]。

3異常振動(dòng)檢查步驟

在汽輪機(jī)運(yùn)行的過程中，會(huì)出現(xiàn)很多的問題，最為常見的就是異常振動(dòng)，它包括瓦蓋振動(dòng)和大軸振動(dòng)。想解決這樣的問題，就要根據(jù)發(fā)生的原因進(jìn)行分析。比如：根據(jù)振動(dòng)的特性和原因，找出解決方法。首先，我們要確定振動(dòng)的頻率，多分為 1X，2X，1/2X 等。其次，對振動(dòng)相位的變化進(jìn)行分析，還有每個(gè)軸承之間的相位關(guān)系和變化進(jìn)行仔細(xì)的研究和分析。然后，觀察設(shè)備工作時(shí)的穩(wěn)定性。例如：勵(lì)磁電流變化的穩(wěn)定性，葉片溫度的變化，電網(wǎng)負(fù)荷變化的大小等。最后，觀察汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子是否保持平衡。這里有相對應(yīng)的理論進(jìn)行測評：1.升速過程中的振動(dòng)數(shù)據(jù);2.轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。用數(shù)據(jù)1和數(shù)據(jù)2的平方進(jìn)行比例，如果成正比，換句話說就是轉(zhuǎn)速平方和升速的數(shù)據(jù)，同為上升，就證明汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)質(zhì)量不平衡現(xiàn)象。還有，當(dāng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)超過臨界值時(shí)，振動(dòng)會(huì)相對臨界值內(nèi)大。舉個(gè)例子，假設(shè)此時(shí)的振動(dòng)頻率為 1X，如果振動(dòng)相位不變，那么就保證了振動(dòng)的穩(wěn)定性，證明摩擦力也是在正常范圍內(nèi);如果相鄰軸承的相位相同或者相反，就保證了器械運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，同時(shí)也保證了振動(dòng)的重復(fù)性。在進(jìn)行故障排除時(shí)，要根據(jù)檢修過程中發(fā)現(xiàn)的問題，對振動(dòng)特性進(jìn)行總結(jié)，盡快找出原因進(jìn)行解決。還有，在器械設(shè)計(jì)過程中，要有危機(jī)思想，對容易出現(xiàn)問題的地方要及時(shí)進(jìn)行修改，出現(xiàn)問題后，要對可能出現(xiàn)問題的零件，系統(tǒng)進(jìn)行排查并找出癥結(jié)所在，進(jìn)而解決問題[3]。

結(jié)束語

在汽輪機(jī)運(yùn)行的過程中，會(huì)出現(xiàn)很多的故障。最常見也相對復(fù)雜的故障就是汽輪機(jī)異常振動(dòng)。這種故障的產(chǎn)生是有很多原因的，故障的產(chǎn)生也是受到很多方面影響的，例如：轉(zhuǎn)動(dòng)軸過熱;轉(zhuǎn)子使用時(shí)產(chǎn)生偏差，不能維持平衡;零件之間摩擦等?？偠灾?，汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，就要找到故障原因，然后進(jìn)行停機(jī)處理，保證電廠汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]申海川，李劍釗，郭慶成等.船用汽輪機(jī)特征線譜控制及應(yīng)用[J].熱能動(dòng)力工程，2019（01）：58-61.

[2]陳子濱.關(guān)于發(fā)電廠汽輪機(jī)組軸承振動(dòng)原因分析及處理的探討[J].科技風(fēng)，2019（04）：144.

[3]李金印.電廠汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化措施探討[J].科技風(fēng)，2019（03）：175.