电厂汽轮机振动问题和解决措施分析
摘要
关键词
电厂汽轮机;振动问题;原因分析;解决措施
正文
在电厂汽轮机运行期间,相关电力企业需要高度重视汽轮机的振动问题,并做好具体的维护和管理工作,使此类问题得到有效解决。在此过程中,相关电厂工作人员需要做好汽轮机的检修工作,明确影响汽轮机运动的各类因素,并要做好具体的预防工作,以此来使异常振动问题得到有效消除,从而有效实现汽轮机的安全稳定运行,促进我国电力行业的健康发展。
一、电厂汽轮机振动故障的危害
对于电厂汽轮机,在设备运行期间,当其振动频率与幅度超出相关标准后,容易引起异常振动问题,进而导致轴系中心发生变化,此时发电机转子的轴承出现松动和磨损问题,使得转子膨胀受阻,冷水路局部容易出现堵塞问题,轴座也会发生松动。当振动比较强烈时,机组零部件容易有松动情况发生,使得汽轮机动静摩擦明显增大,产生了相应的磨损问题,容易造成恶性循环,导致汽轮机的使用期限有所缩短。针对汽轮机振动故障所带来的危害,其具体包括以下几个方面。首先,当端部轴封被磨损,将会导致低压端的密封作用受到破坏,进而在低压缸中有空气进入,最终对真空环境产生破坏。与此同时,当高压缸由于轴封发生磨损问题后,将会导致向外漏气有所增大,此时转子局部发生受热现象,最终造成转子弯曲。其次,当隔板汽封发生严重磨损时,将会导致级间的漏气现象有所增加,使得转子有更大的轴向力,逐渐熔化了瓦乌金。最后,当滑销存在磨损问题,会对机组热膨胀产生严重影响[1]。
二、电厂汽轮机振动问题的产生原因
(一)汽轮机组中心不正
由于汽轮机机组的中心不正,将会降低轴承的运行稳定性,导致油膜发生振荡问题,最终引发机组的异常振动问题。首先,在启动汽轮机时,如果升速过快,将会导致气缸的受热不均,进而出现膨胀问题,同时还会卡住滑销系统,导致气缸的膨胀受到影响。此时,气缸和转子会出现歪斜现象,进而产生振动。因此,需要对各轴承的运行情况加大关注,如果听到机组内传出较大声响,或者振动明显增强后,需要紧急停机。其次,在汽轮机组运行期间,当降低了机组的中真空后,会明显提升排汽温度,向上抬高轴承,而且还会发生转动,此时将会严重破坏机组中心,进而导致其出现振动情况。再次,由于未对靠背轮正确进行安装,未对机组中心加以明确,进而导致其运行发生振动。最后,一旦进汽温度不达标,在机组启动后,将会对膨胀差值产生影响,进而导致气缸的变形量发生变化,导致其与规范值相差较大。在此情况下,容易导致高压轴封明显升高,使得机组中心发生移动,容易产生异常振动问题[2]。
(二)汽轮机组转子质量不平衡
首先,在汽轮机组的实际运行过程中,一旦某一叶片发生断裂,将会导致其掉落,或者出现不均匀的磨损问题,进而有污垢产生,影响到转子质量。例如,当电机转子出现不平衡或者松动问题时,在转子转过一周之后,会有离心力产生,进而发生周期性作用,容易产生异常振动问题。其次,当转子出现弹性形变后,同样容易引发异常振动。具体来说,一旦转子发生弹性形变,将会导致零部件出现磨损问题,进而产生异常振动,其通常为轴向振动。由于轴承不够合理,进而减弱了轴承受力,降低了油膜的稳定性,尤其在达到临界转速后,将会导致轴向振幅明显增大。再次,当轴承油膜不够稳定,或者当其被损坏后,会导致其出现振动问题。此时,容易快速烧毁轴瓦乌金,在出现受热现象后,造成了轴颈弯曲,最终有振动问题发生。最后,在受到水冲击后,进而导致其有振动问题发生。在汽轮机当中有水分后,容易产生水冲击,此时会增大转子的轴向推力,进而产生不平衡的扭力,导致转子快速发生振动,甚至导致其他装置被损坏。除此之外,当发电机内部出现故障问题时,容易导致转子质量不平衡。例如,当零件间存在不均匀的空气间隙后,将会影响到转子跳动,进而降低转子制造质量,导致其发生松动问题,影响到轴承的对称性,最终造成汽轮机组的异常振动问题[3]。
(三)气流激振
对于大型的汽轮机而言,一旦出现气流激振现象,容易导致设备出现异常振动问题,具体表现在以下几个方面。首先,在汽轮机运行过程中,一旦其负荷承载达到限值以上,将会导致机组轴线发生振动。其次,当振动频率比较强烈时,在受到高压力作用后,当其保持临界转速的情况下,可以使转子保持一致。再次,对于励磁电流而言,其一般保持在高压转子。最后,对于大型汽轮机,当其运行时间过长,将会导致气体出现紊乱问题,而且在叶片结束后,气体容易出现激动现象,进而产生气流,最终造成气流冲击问题[4]。
(四)动静摩擦
随着我国电厂生产水平的不断提升,对汽轮机的运行效率也提出了严格要求,因此不仅要缩小动静间隙,使设备运行过程得到严格控制,避免其出现碰撞摩擦问题。当摩擦程度相对较轻时,可以有效增强汽轮机振动,但当摩擦情况比较明显时,则会导致转轴发生弯曲,进而导致轴系统出现损坏问题。针对此类问题展开分析,其与转子弯曲有关,进而导致转轴出现过大的振动问题,同时当转子发生偏斜后,将会缩小动静间隙,此外还会导致缸体发生跑偏、变形等问题。
三、电厂汽轮机振动问题的解决措施
(一)转子质量不平衡问题的解决
一旦打破了转子质量平衡,转子振幅也会发生变化,其与不平衡量间保持着正相当关系,同时在起伏波动上也会表现出相应的规律,并和转子振动保持一致,此外对振动载荷相位、频率以及波形,其与机器并没有直接联系。当转子质量失衡后,因此在机组振动过程中,振动频率大约为69%。对于此类问题,需要相关工作人员严格控制转子平衡性问题[5]。
(二)转子热变形问题的解决
当汽轮机转子过度受热时,将会导致其发生变形问题,需要结合具体的振动特点展开分析,当其振动起伏达到正常起伏以上时,将会改变转子温度,同时也会导致机组的蒸汽参数发生变化。一般来说,在设备冷态运转过程中,可以进一步保证其运转的稳定性。在此情况下,转子温度同样会保持上升,在受到内应力作用后,机组材料也会有所改变,进而导致转子出现变形问题,并有大量热能释放,进而使其发生变化。此时,转子会有曲折变形问题发生,进而导致机组出现异常振动。对于转子曲折而言,其具体包括两种类型,分别为临时性与永久性,当有着相同机理。对于此类问题,其通常与转子质量的失衡问题具有密切联系,因此在旋转矢量方面,会有相同的激振力。在此情况下,轴承两头可以发生相应的锥形活动,进而导致工频出现振动起伏现象,最终达到规范限值以上。对此,需要对转子受热问题加大重视,有效保证转子质量的平衡,避免转子出现变形问题。除此之外,在实际处理转子热变形故障问题时,需要将转子有效更新,使机组的异常振动得到降低,当无振动力时,可以避免机组有异常振动问题发生[6]。
(三)油膜自激振动问题的解决
在发电机组轴承的实际运行过程中,会有油膜自激振动情况出现,进而导致机组设备的动力稳定性有所下降。在油膜的实际振动过程中,主频率通常与发电机一阶保持相同的临界转速,即使在滚动速度发生变化后,其同样不会有所变化,其振动起伏除了与滚动保持相同速度以外,而且还可以区分高低频。在汽轮机组的实际运行过程中,一旦出现油膜振动的情况,需要对轴瓦比压力加以提升,从而使振动频率得到有效操控。与此同时,为了有效解决油膜振荡问题,需要使二者的摩擦作用得到减小,并合理使用润滑油,确保对湿度与压力有效控制,使其粘度值得到降低,防止油膜产生过大的承载力,进一步保证汽轮机轴承、转子的安全稳定运行。
(四)做好汽轮机的监视和保护
首先,需要全面监视汽轮机的实际运行状态。在汽轮机的运行过程中,需要对其轴承加大重视,同时还包括各关键部位,并要对测量仪表进行安装,以此来准确测量振动系数,确保可以有效监控汽轮机的运行情况。一旦汽轮机存在异常振动问题,报警系统将会启动,并会发出警报,因此维修人员应及时到达现场,并做好具体的检验工作。对于相关维修人员而言,其需要对汽轮机的振动值加大重视,并在其到达上限前,对其故障问题进行明确,以此来使险情得到有效遏制,防止危害到周围的工作人员。其次,需要充分保护汽轮机。对于汽轮机,其需要对振动保护装置做好具体的安装工作,并要对传感器加以利用,确保可以智能化的传输脉冲信号。一旦汽轮机组有振动问题发生,需要合理运用保护装置,确保及时将主汽门关闭,使汽轮机的停机得到终止,并安排人员开展检修工作,从而有效保护汽轮机组[7]。
(五)强化汽轮机设备的维护和管理
在电厂汽轮机运行过程中,需要全面加大对电气设备的管控力度,建立起完善的管理制度,以此来有效消除相关安全隐患,从而保证汽轮机设备的安全稳定运行。结合汽轮机的异常振动问题,其与电气设备的维护不够有效具有密切联系,由于未能及时开展设备维护工作,再加上设备操作不当,进而导致汽轮机组设备在安装和使用时容易出现问题,引发了汽轮机的异常振动,无法保证设备运行的安全性。对此,相关电厂负责人需要高度重视技术人员的专业素质提升,有效强化其操作技能,并要提高现场人员的监督和管理水平。这样一来,可以使汽轮机组的振动问题得到有效预防。在开展管理工作的过程中,需要强化人员的岗位职能,并要对复杂系统展开分析,充分了解汽轮机组的实际运行状态,并做好故障诊断与处理工作,提高对汽轮机组的管控水平,从而保证其处于稳定运行状态。一旦有异常情况发生,相关工作人员应充分了解汽轮机的振动状态,并要做好具体的修复工作。通过加强技术人员的专业培训,可以使其掌握相关专业知识,并充分丰富实践经验,使岗位人员可以提前诊断设备振动问题,特别是在设备启动或者停止时,需要对汽轮机组装置加大重视,做好技术维护工作,全面提高装置的管理水平,使电气设备的安全运行水平得到提升。
(六)摩擦振动防范
在汽轮机运行期间,摩擦问题往往无法避免,但对转子而言,在其保持正常摩擦现象后,会有涡动以及抖动等现象产生,但不会过于影响到汽轮机的正常运转。但在出现异常摩擦后,将会导致转子出现热弯曲现象,主要是在动静摩擦期间,圆周上各点有着不同摩擦程度,进而在摩擦后有温差问题产生。由于受热不够均匀,进而导致转子出现弯曲问题,使得汽轮机组发生异常振动。对此,相关工作人员需要在生产工作中加大检查力度,明确转子的实际运行状况,判断其是否有变形问题发生,并要采取科学有效的解决对策,避免其产生安全隐患[8]。
结束语:
综上所述,在电厂汽轮机的实际运行过程中,相关技术人员需要对振动问题展开分析,深刻认识到振动问题的危害,并要详细分析振动问题的产生原因,有针对性的采取解决对策,以此来使振动问题所造成的危害程度得到降低,充分保证汽轮机的稳定运行,从而使电厂生产水平得到提高。
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