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        汽輪機(jī)運(yùn)行振動(dòng)原因分析及對(duì)策研究

        2021-11-23 19:32:41陸永健
        商品與質(zhì)量 2021年14期
        關(guān)鍵詞:汽輪機(jī)振動(dòng)

        陸永健

        華能南通電廠 江蘇南通 226003

        汽輪機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)故障原因的原因很多,例如:汽輪機(jī)在啟動(dòng)或運(yùn)行過程中,轉(zhuǎn)子與汽封等靜止部件的間隙消失,導(dǎo)致動(dòng)靜部件接觸,由此產(chǎn)生振動(dòng)[1]。汽輪機(jī)動(dòng)靜碰磨的常見原因有動(dòng)靜間隙不足;轉(zhuǎn)軸振動(dòng)過大;不對(duì)中、非轉(zhuǎn)動(dòng)部件變形等缺陷使轉(zhuǎn)子相對(duì)靜止部件處于偏斜位置;缸體跑偏、彎曲或變形,導(dǎo)致缸內(nèi)或汽封間隙改變。

        1 汽輪機(jī)振動(dòng)原因分析

        (1)潤(rùn)滑油中機(jī)械雜質(zhì)高,該汽輪機(jī)自2015年4月開始試車至2017年9月,在運(yùn)行期間雖有停機(jī)檢修,但未對(duì)潤(rùn)滑油箱進(jìn)行清理,潤(rùn)滑油中機(jī)械雜質(zhì)偏高,機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入汽輪機(jī)支撐軸承和止推軸承,造成汽輪機(jī)軸振動(dòng)上漲。

        (2)運(yùn)行中使用專業(yè)儀器對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)行中的狀態(tài)、位置進(jìn)行檢測(cè),從振動(dòng)趨勢(shì)和檢測(cè)頻譜結(jié)果來看,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中存在不平衡,轉(zhuǎn)子未在中心線位置,致使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與定子之間有輕微的摩擦,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子振動(dòng)波動(dòng)。

        (3)機(jī)組運(yùn)行后期,汽輪機(jī)使用蒸汽量逐漸上漲,判斷汽輪機(jī)葉輪存在結(jié)垢現(xiàn)象,立即對(duì)所使用的過熱蒸汽進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)蒸汽中鈉含量12.6μg/L,SiO2含量19μg/L,鈉含量超過設(shè)計(jì)值≤10μg/L,SiO2接近設(shè)計(jì)值20μg/L。由于汽輪機(jī)所使用過熱蒸汽品質(zhì)不高,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致汽輪機(jī)蒸汽通流部件及葉輪表面結(jié)垢,隨時(shí)間增加,結(jié)垢的厚度不斷增加,當(dāng)結(jié)垢厚度達(dá)到一定程度后,會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)工作效率下降、動(dòng)靜部分出現(xiàn)摩擦,造成機(jī)組振動(dòng)波動(dòng)。

        (4)汽輪機(jī)支撐軸承、止推軸承溫度上漲,判斷為汽輪機(jī)止推軸承、支撐軸承在振動(dòng)波動(dòng)期間有磨損現(xiàn)象,導(dǎo)致部分潤(rùn)滑油泄漏,軸承內(nèi)形成的潤(rùn)滑油膜承載能力下降,當(dāng)汽輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)時(shí),軸承有輕微磨損,造成軸承溫度上漲。

        2 汽輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)的處理措施

        2.1 采取優(yōu)化措施保證機(jī)組運(yùn)行

        (1)對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)過濾器進(jìn)行切換,切換出的過濾器更換濾芯備用。使用在線濾油機(jī)對(duì)汽輪機(jī)潤(rùn)滑油中的機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)行過濾,并在汽輪機(jī)停機(jī)后對(duì)潤(rùn)滑油路油箱進(jìn)行清理。

        (2)穩(wěn)定前系統(tǒng)工藝氣量及氫碳比,禁止工藝氣量大幅度波動(dòng),致使汽輪機(jī)負(fù)荷頻繁變化。穩(wěn)定后系統(tǒng)乙酸單元CO使用量,使后系統(tǒng)保持在110%負(fù)荷運(yùn)行,壓縮機(jī)和汽輪機(jī)配合調(diào)整后使機(jī)組進(jìn)入最佳運(yùn)行狀態(tài)[2]。

        (3)機(jī)組運(yùn)行后期,汽輪機(jī)前、后軸承箱軸端密封出現(xiàn)漏油現(xiàn)象,漏油位置距離汽輪機(jī)本體及汽輪機(jī)排氣管線較近,為了防止泄漏出的潤(rùn)滑油接觸高溫著火,制作漏油收集盒,把泄漏出的潤(rùn)滑油收集到盒內(nèi),統(tǒng)一回收清理。另外,在汽輪機(jī)兩端使用低壓氮?dú)獯祾?,降低漏油點(diǎn)氧含量,防止?jié)櫥徒佑|高溫著火。

        2.2 前后軸端梳齒密封處理

        根據(jù)汽輪機(jī)前、后軸承箱的軸端梳齒密封磨損情況分別進(jìn)行處理,前軸承箱的軸端梳齒密封磨損情況較輕,對(duì)其進(jìn)行修復(fù),后軸承箱的軸端梳齒密封磨損比較嚴(yán)重,則進(jìn)行更換。同時(shí),對(duì)前后軸端密封進(jìn)行技術(shù)改造,在軸端密封外側(cè)鉆出10的圓孔,與氮?dú)夤芫€連接,使用減壓后30kPa的低壓氮?dú)庀蜉S承箱內(nèi)吹氮?dú)猓⒃谳S端密封最內(nèi)側(cè)兩個(gè)梳齒下部鉆出3個(gè)5圓孔作為回油,其密封原理類似于干氣密封后置隔離氣[3]。經(jīng)過改造后,汽輪機(jī)前、后軸承箱的軸端密封處漏油消失。

        2.3 振動(dòng)故障的應(yīng)對(duì)措施

        油膜渦動(dòng)是由軸瓦穩(wěn)定性裕度不足導(dǎo)致的。軸系發(fā)生油膜渦動(dòng)時(shí)間較短且能夠自行消失,說明軸瓦工作時(shí)處于失穩(wěn)邊界的附近。在運(yùn)行中一般采取升高潤(rùn)滑油油溫、調(diào)節(jié)油壓、調(diào)節(jié)真空等措施嘗試改善軸瓦穩(wěn)定性,在檢修中,首先消除軸瓦缺陷,然后增加瓦枕緊力,改善球面接觸,減小頂隙,增大側(cè)隙,縮減軸瓦軸向長(zhǎng)度,調(diào)整標(biāo)高等,以此增加軸瓦穩(wěn)定性裕度。機(jī)組檢修后首次啟動(dòng),定速到帶負(fù)荷階段,發(fā)電機(jī)振動(dòng)未出現(xiàn)低頻分量,油膜渦動(dòng)故障成功消除。針對(duì)基頻分量緩慢爬升問題,需要徹底消除發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子熱敏性故障。待工期允許時(shí),需將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子返廠解體、檢查、重新組裝,確保運(yùn)行時(shí)無部件發(fā)生松動(dòng),無嚴(yán)重的內(nèi)摩擦效應(yīng),內(nèi)部風(fēng)道暢通,并進(jìn)行冷態(tài)以及熱態(tài)下的精細(xì)動(dòng)平衡[4]。

        2.4 復(fù)測(cè)轉(zhuǎn)子同心度

        汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中心不正也會(huì)引起振動(dòng),具體原因有以下幾點(diǎn):①汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí),暖機(jī)時(shí)間不夠,升速或加負(fù)荷太快,將引起汽缸受熱膨脹不均勻,或者花銷系統(tǒng)有卡澀,使汽缸不能自由膨脹,均會(huì)造成機(jī)組產(chǎn)生不正常位移,產(chǎn)生振動(dòng);②機(jī)組在進(jìn)汽溫度超過設(shè)計(jì)規(guī)范的條件下運(yùn)行,將使其膨脹差和汽缸變形增加,如高壓軸封上抬等。造成機(jī)組中心超過允許限度,引起振動(dòng);③靠背輪安裝不正確,中心未找準(zhǔn),運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)且振動(dòng)隨負(fù)荷的增加而增加。此次處理,由于汽缸不進(jìn)行揭缸,轉(zhuǎn)子的校驗(yàn)僅包括轉(zhuǎn)子各端面跳動(dòng)進(jìn)行測(cè)量,無法測(cè)量各轉(zhuǎn)子的對(duì)輪的對(duì)輪瓢偏,以下為各對(duì)輪測(cè)得的同心度[5]。

        3 結(jié)語

        通過對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析總結(jié),及時(shí)判斷汽輪機(jī)振動(dòng)高的原因,并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化,及時(shí)有效地解決了汽輪機(jī)振動(dòng)高的問題,為汽輪機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn),從而確保機(jī)組長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

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