翟玉海

摘 ?要：高壓缸是汽輪機的主要組件之一，在汽輪機的正常運行中發(fā)揮著重要的作用。現(xiàn)階段，汽輪機主要應(yīng)用于我國的發(fā)電廠以及電力企業(yè)中。高壓缸的正常運轉(zhuǎn)，不僅能夠保證汽輪機正常發(fā)揮作用，還能夠有效保證電力企業(yè)的生產(chǎn)安全。本文以汽輪機高壓缸為主要研究對象，著重對汽輪機高壓缸振動缺陷處理進行研究和分析，旨在保障汽輪機的運行安全，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。

關(guān)鍵詞：汽輪機;高壓缸;振動缺陷

前言：電力資源市場需求的提高，給發(fā)電廠和電力企業(yè)造成了巨大的生產(chǎn)壓力。汽輪機作為發(fā)電以及生產(chǎn)電力的主要設(shè)備，需要保障其運行安全，才能夠更好的滿足企業(yè)生產(chǎn)和電力供應(yīng)的需求。高壓缸的振動故障，是容易影響汽輪機正常運行的主要因素之一，會嚴重影響汽輪機的運行安全。對汽輪機高壓缸的振動缺陷處理進行分析，能夠為我國電力企業(yè)的運行和生產(chǎn)提供借鑒的經(jīng)驗。

一、汽輪機高壓缸及其振動故障

（一）汽輪機高壓缸的具體含義

高壓缸是汽輪機的主要構(gòu)件之一，現(xiàn)階段應(yīng)用于汽輪機中的高壓缸主要分為單流和雙流兩種。高壓缸本身需要在高溫高壓下進行工作，保障高壓缸的運行安全，對保障汽輪機的運行安全具有重要的作用[1]。而由于高壓缸本身的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在對其進行設(shè)計和制造時，不僅需要充分考慮到高壓缸在安裝后的實際應(yīng)用效果，還要考慮到高壓缸體的受力情況，保證高壓缸能夠在汽輪機中實現(xiàn)安全運行?，F(xiàn)階段，在發(fā)電廠以及電力企業(yè)的生產(chǎn)檢查中，高壓缸的運行檢查也逐漸成為非常重要的內(nèi)容。

（二）汽輪機高壓缸振動故障產(chǎn)生的主要原因

振動故障是汽輪機高壓缸最為常見的故障問題，現(xiàn)階段越來越多以光熱發(fā)電為主要生產(chǎn)電力形式企業(yè)的出現(xiàn)，使得太陽能光熱汽輪機得以被廣泛應(yīng)用[2]。這種類型的汽輪機以高溫超高壓、雙缸、單向軸向排汽為特點，高壓缸是該類汽輪機的重要組成部分。針對汽輪機高壓缸中常見的振動故障問題，其發(fā)生原因主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.高壓軸振大

高壓軸是高壓缸運作的基礎(chǔ)元件，在汽輪機組的運行中，由于機組在進行升負荷的過程中增大了管道力和力矩，這種作用力反過來使汽輪機發(fā)生推偏，使得原本的汽輪機動靜間隙發(fā)生了一定的變化，再加上汽輪機本身動靜徑向間隙的安裝值比較小，在實際運行中就會導(dǎo)致汽輪機的高壓缸產(chǎn)生動靜摩擦，而由于高壓缸軸承的穩(wěn)定性不強，很容易產(chǎn)生較大的振動幅度[3]。

2.齒輪箱高速軸振大

齒輪箱高速軸振大，也是主要由高壓缸動靜摩擦引起的，當發(fā)電機軸與過渡短軸靠背輪處的跳動量過大時，就會引起發(fā)電機的浮動油檔處發(fā)生動靜摩擦，進而引發(fā)齒輪箱低速軸振的較大波動。

3.高壓缸排汽端軸振大

高壓缸壓排汽端軸振大，主要體現(xiàn)在高壓缸壓缸的膨脹值變化上。這種振動的產(chǎn)生原因也主要是由于摩擦引起的。當高壓缸受熱膨脹的量增加，導(dǎo)致阻力也相應(yīng)增加，就會直接使得徑向的間隙發(fā)生變化，引起動靜摩擦，還有高壓缸進汽管道熱膨脹不均勻?qū)Ω邏焊浊昂笞笥覀?cè)缸膨脹方向不一致，引起高壓缸動靜部分間隙發(fā)生變化，引起動靜摩擦，引起高壓缸振動大。

二、汽輪機高壓缸振動缺陷處理的具體分析

高壓缸的振動缺陷，會直接使得汽輪機組因振動而發(fā)生跳機的情況。這種情況不僅會影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，還會威脅到生產(chǎn)以及人員的安全。在明確汽輪機高壓缸振動缺陷的產(chǎn)生原因之后，為了更好的保障電力企業(yè)的生產(chǎn)安全和質(zhì)量，就要及時對其進行處理。在對汽輪機高壓缸的振動缺陷進行處理時，主要可以從以下幾個方面來入手：

（一）太陽能光熱汽輪機組簡介

太陽能光熱汽輪機組是應(yīng)用于光熱發(fā)電的主要運行機組之一，這種機組在實際的運行中主要采取的是雙缸、雙轉(zhuǎn)速中間再熱的形式，借助減速器將高速汽機與發(fā)電機相連接，進而實現(xiàn)發(fā)電目的的汽輪機組。太陽能光熱汽輪機以50MW超高壓、高溫、一次中間再熱為主要的特性，在實際的應(yīng)用中能夠起到良好的發(fā)電和調(diào)峰效果。然而在使用一段時間之后，由于汽輪機的振動導(dǎo)致的頻繁跳機情況，給企業(yè)的實際電力生產(chǎn)造成了一定的影響，需要對引起汽輪機振動故障的組件，也就是高壓缸產(chǎn)生的振動問題進行合理的分析并處理，才能夠有效保證電力企業(yè)生產(chǎn)的正常運行。

（二）振動情況及特征

當汽輪機振動故障時，通過對故障發(fā)生的原因以及具體的情況進行記錄和分析，可以得到以下幾個方面的特征：首先，軸振是汽輪機高壓缸產(chǎn)生振動的主要部位，在對軸承的振動頻率進行及時的觀察和記錄之后可以發(fā)現(xiàn)，軸振以工頻成分為主，因而可以判斷其主要是由于工頻振動引起的通頻幅值增大。其次，在對整個汽輪機組的振動情況進行觀察之后可以發(fā)現(xiàn)，汽輪機組軸系中產(chǎn)生振動的主要部位，是齒輪箱低速軸與電機的軸振異常，但在這種異常情況中，汽輪機本身的低壓軸振以及齒輪箱高速軸振的變化卻比較小。第三，在汽輪機組發(fā)生振動時還可以發(fā)現(xiàn)，在機組的降速過程中，齒輪箱低速軸以及電機軸承的振動幅度要遠大于機組的升速過程。第四，在整個汽輪機組發(fā)生振動異常情況時，軸承的金屬溫度以及回油溫度并沒有發(fā)生明顯的異常變化。再加上該故障問題曾多次出現(xiàn)過，在機組負荷升高，氣缸溫度升高后機組振動快速增大跳機，說明機組缸內(nèi)動靜部分發(fā)生摩擦。第五，在高壓缸前后左右側(cè)架設(shè)百分表測量時，汽缸前后左右側(cè)膨脹位移值不一致有偏差。綜合以上這些振動故障的顯現(xiàn)特征，可以判斷汽輪機組高壓缸的振動故障問題主要在于高壓缸前后軸承及電機或者齒輪箱低速軸部分。

對汽輪機組運行中存在的振動異常情況進行及時的記錄和分析，不僅能夠及時找到解決異常問題的措施，還能夠積累判斷異常情況的經(jīng)驗，更好的保障電力企業(yè)的生產(chǎn)運行安全。

（三）振動缺陷的處理措施

針對汽輪機高壓缸存在的振動缺陷問題，在對其進行處理時，要想保證處理的效果，最主要的就是依據(jù)振動故障產(chǎn)生的不同原因，對發(fā)生異常的部位進行及時的檢查和修復(fù)工作。在對汽輪機高壓缸的振動缺陷進行處理之前，首先要明確高壓振動產(chǎn)生的主要原理：汽封徑向間隙內(nèi)汽流有較大的周向速度、轉(zhuǎn)子與汽封存在不均勻徑向間隙、軸承穩(wěn)定性不足都是可能導(dǎo)致高壓振動的主要機理。

針對高壓振動問題，可以采取的處理措施主要包括以下幾種。第一種主要是將高壓的前軸封前兩列汽封圈更換為防旋汽封，用以達到降低汽封內(nèi)汽流的軸向速度點目的;第二對汽輪機高壓缸部分的通流徑向間隙進行適當?shù)恼{(diào)整，在補償汽缸中心變化值的同時，也能夠消除汽輪機高壓部分轉(zhuǎn)子與汽封的不均勻徑向間隙問題。但這種處理方法也存在一定的問題，那就是會增加漏氣量和機組的熱耗，徑向間隙的調(diào)整要綜合考慮;第三種則主要是通過應(yīng)用進口軸承的優(yōu)化方案、使用穩(wěn)定性更好的軸承;第四擇機進行開缸處理，調(diào)整汽封通流間隙，加裝旋轉(zhuǎn)汽封等措施;第五對高壓缸進汽管道進行設(shè)計改造，調(diào)整進汽管道支吊架，減少進汽管道熱膨脹對汽缸的不均勻推力。

針對齒輪箱低速軸振問題，在對其進行處理時，首先要對發(fā)動機的浮動油檔以及油檔間隙進行仔細的檢查，盡量消除碰磨給汽輪機組造成的影響。其次，加強對低壓缸滑銷系統(tǒng)的檢修工作，保證系統(tǒng)的各項運行參數(shù)能夠滿足實際的設(shè)計和運行要求。第三，在齒輪箱運行中，為了達到減少低壓排汽端產(chǎn)生的軸振問題的目的，不僅可以采用運行磨合動靜間隙的目的來消除摩擦振動，還可以通過減少中壓進汽的溫度參數(shù)，來對振動幅度和頻率進行控制，并多次小量的進行磨合，盡量避免再次出現(xiàn)汽輪機組跳機的情況。

通過以上幾種措施大的處理，汽機高壓缸振動大的問題已消除，投入運行后在高低負荷及各工況下運行高壓缸、減速器高速軸、減速器低速軸振動都在允許范圍內(nèi)，在沒有發(fā)生因高壓缸振動大跳機問題。

結(jié)論：綜上所述，處理好汽輪機高壓缸的振動缺陷，能夠?qū)ΡＵ掀啓C的正常運行起到重要的作用。越來越高的電力資源市場需求，需要發(fā)電廠以及電力企業(yè)保障安全生產(chǎn)，提高自身的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，才能夠更好的促進電力資源的供應(yīng)和電網(wǎng)的運行。針對汽輪機高壓缸存在的振動故障問題，不僅要及時采取有針對性的措施來解決，還要做好安全運行的保障和監(jiān)督工作。

參考文獻：

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[3]焦利峰，何國安，周濤.330 MW汽輪機組高壓轉(zhuǎn)子突發(fā)性振動診斷及處理[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2019，37（03）：91-93+97.