对电厂汽轮机组异常振动的分析探讨

摘要: 汽轮发电机组振动异常是运行中最常见的故障之一,其产生的原因是多方面的。维护汽轮机安全、经济运行是火力发电厂运行检修部门的重要任务,只有掌握了必要的振动分析方面的知识,才能正确运行汽轮机,拟定安全、经济的运行规程,科学从事检修工作,合理进行技术改进,使机组在全寿命周期内发挥最大的效益。文章简要概述了汽轮机组常见异常振动的因素及提出了相关的解决措施。

关键词: 汽轮机组；振动；故障排除；措施

Abstract: the turbine vibration in the operation of the anomaly is one of the most common fault, which are caused by many factors. Maintain safe and economic operation of steam turbine is thermal power plant overhaul department important task, only master necessary vibration analysis of the knowledge of the respect, can correctly run steam turbine, draws up the security, economic operation regulations, scientific engaged in maintenance work, reasonable technical improvement to the unit in all the life cycle of the maximum benefit. This paper briefly summarizes the steam turbine abnormal vibration of the common factors and puts forward relevant measures.

Keywords: steam turbine; Vibration; Troubleshooting; measures

中图分类号：O329 文献标识码： A 文章编号：

0 前言

汽轮发电机组是高速旋转机械,在运行过程中振动是不可避免的,机组振动是汽轮发电机组运行状况优劣的重要标志之一,也是机组设计、制造、安装、检修质量的综合反映。振动故障一旦发生,将造成一系列不良后果,影响机组的运行和生产,严重的振动甚至会酿成整机的毁坏。振动大的直接危害主要有:导致机组零部件承受很大动应力,使其材料疲劳或损坏；可能导致螺栓螺帽等紧固件松弛,造成汽缸中分面等处的蒸汽泄漏；可能导致汽轮机动静部分发生摩擦,轴承磨损加剧；可能导致主轴弯曲等。一般来说振动幅度不超过规定标准的是属于正常振动,本文所说的振动是机组转动中振幅比原有水平增大,特别是增大到超过允许标准的振动,也就是异常振动。因此新安装或检修后的机组,必须经过试运行,测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以内,方可将机组投入运行。

1 汽轮机组振动的分类

按照引起机械振动的原因划分,机组轴系的弯曲(径向)振动基本上可分为强迫振动和自激振动两大类。强迫振动是旋转机械在实际外力作用下而引起的一种不可避免的振动,其本身不是异常振动。但当作用的外力较正常时显著增大,以及作用外力的频率和旋转机械系统的某一固有频率一致或非常接近时,振动幅值则会超过限值,这时出现异常振动。汽轮发电机组运行中常发生的强迫振动通常包括转子不平衡、轴系中心不正、共振、机械松动、电磁激振等。自激振动是与旋转机械实际存在的与外力作用无关的一种振动,在正常情况下是不会发生的,其本质上是属于异常振动, 必须采取必要的措施加以控制及消除。通常自激振动包括轴瓦自激振动、蒸汽激振和摩擦涡动。

如表1所示。

2 汽轮机组常见异常振动的因素分析与排除措施

汽轮机结构复杂,并且处于高温、高压、高转速、振动、腐蚀等环境中,工作条件恶劣,而且运行环境随时间动态变化。因此汽轮机组会时常出现各种故障,而汽轮机组异常振动故障是汽轮机组常见故障中较为复杂的一种故障。造成汽轮机组振动的因素有很多,正确找出振动的根本原因往往不容易,需要进行复杂的检测和分析。

2.1 机组异常振动因素分析

(1)临界转速。

当转子的工作转速接近其临界转速时,就会发生共振,这是产生极大振动的主要原因之一,一般情况下轴系各阶临界转速应避开工作转速±10%以上。

(2)轴承特性。

轴承是提供汽轮发电机组转子系统阻尼的主要来源。阻尼的大小不仅对振动系统的稳定性有直接的影响,而且对振动响应峰值也有很大的影响。从轴承类型上,一般认为圆轴承的承载能力最强,但稳

定性较差,椭圆轴承稳定性较好,可倾瓦轴承稳定性最好。

(3)转子动平衡质量。

在线型系统中(绝大多数情况)转子不平衡影响的峰值与转子上残余不平衡量的大小成正比。减少不平衡量可以明显地降低振动响应峰值。所以,尽可能地提高制造厂出厂前动平衡精度是保证转子振动品质的基础,现场适时的轴系动平衡也是改善振动水平的有效措施。

(4)蒸汽激振。

在高参数、大容量,汽轮机的高压转子中,由于汽隙的不均匀会引起附加的蒸汽力作用,它可以影响轴系的稳定性,使失稳转速降低。

(5)转子间的连接和找中。

安装质量是轴系振动的一个重要影响因素。对于动平衡质量较好的转子,如果连接偏差较大,也会引发振动。在机组轴系中,冷态找中时应进行预调,以保证在热态时轴系是一条光滑曲线；减少轴心的偏差,确保轴承有良好的动力特性。同时在安装时,要保证机组动、静部件间隙均匀,且尺寸合理,防止局部间隙过小引起动静碰摩而产生振动,以及圆周方向径向间隙偏差较大引起蒸汽激振。

2.2 机组振动故障的处理方法

正确分析判断出振动故障原因后,就需要对具体的振动故障采用切实可行的方法进行处理。尽管机组轴系及其有关结构的振动故障原因各异,复杂程度也可能不同,但原则上可采用三种振动处理方法:减

小激振力,调频和隔振,增大阻尼。如表2所示。

3 结语

汽轮机异常振动是汽轮机运行过程中不可避免的故障,同时也是较为常见的故障。在进行此类故障排除时,不能急于拆解机组,首先要根据故障特征进行故障分析,确定故障点后查看机组维修记录,确认故障点零部件情况。如故障点零部件为刚刚检修过并更换,就再次确认故障点,确认为故障点后进行拆解。一般来讲短期内进行过维护保养的部件出现故障的几率远远小于维护时间长的部件。对生产运行来说,接受了振动符合标准的机组以后,还必须加强振动监督,对振动检测做到制度化、经常化,必须在机组振动突然增大到规定值时,及时果断的将机组停运,防止扩大损坏。因此,在进行汽轮机异常振动原因分析时要格外注意。加强企业对汽轮机组运行维护人员培训,提高运行维护人员素质及专业技能是提高汽轮机故障异常排除效率的最佳途径。

参考文献

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