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热电厂汽轮机振动成因及解决对策

浏览次数: 日期:2021-05-05

摘要:汽轮机作为热电厂的重要组成部分之一,长时间的运行导致关键部位零件遭到了磨损,而使得汽轮机组常常发生故障,严重的时候会直接影响到电机组的正常工作。其中汽轮机振动是影响机组安全的一个重要因素,引起汽轮机振动的因素有很多种,因此需要根据汽轮机故障的特征进行相应的故障分析,快速排除故障。

关键词:热电厂;汽轮机;振动成因;解决对策

1汽轮机振动危害

汽轮发电机组作为发电系统中的主要构成,异常振动会对生产系统产生重要影响,情况严重的,还会导致全厂停车,最终对年度任务产生影响。(1)轴封磨损会破坏密封作用,增大高压缸蒸汽外漏量,进而使得水分进入到润滑油中,引起油膜结构破坏,最终导致轴瓦乌金融化。随着漏气损失的不断增加,机组经济性也会受到影响。(2)磨损隔板汽封。当隔板汽封被严重磨损,会导致级间漏气与转子轴向力进一步增加,最终融化推力瓦乌金。(3)磨损滑销系统。滑销系统不仅可以固定轴承外壳与汽轮气缸;还能确保机组有效收缩或膨胀。磨损严重期间,会对机组热膨胀产生影响,严重的还会导致更多事故。(4)发电机励磁机部件损坏。异常振动会对机组运行产生较大威胁,汽轮发电机组振动问题复杂,引起振动原因较多,但只要找到振动原因,就能合理解决振动问题。

2热电厂汽轮机振动成因及解决对策

2.1转子装配不合格

汽轮机中最重要的零部件是转子,转子使用于高速度旋转的过程当中。但是当转子的质心不能和旋转的中心有一个很好的重合度的话,便会导致钻子产生出不平衡的离心力。从而影响轴承并产生激振最后就会引起汽轮机的震动。长此以往,当转子所产生出的离心力超出了合理的范围之后机组会发生异常。对机组等装置进行维修会大大增加热电厂的生产成本,甚至会延迟生产的进度。导致这一切产生的根本原因就是在汽轮设计和制造的过程当中,钻子装配的质量是不达标的。这可能与该工厂的机械加工的精度有关。为了避免发生这一系列的问题,生产转子的厂家在制造过程中必须提高制造的精准度,在装配的过程中,也要采取相应的措施,装配过程中有必要进行平衡试验,装配完成了之后,转子出场之前的准备工作也要做到位。分别是高速和低速动平衡检测。通过这些方法,把转子的不平衡量控制在安全的范围之内。

2.2气流振动

不同的气流振荡原因也不同,首先是上层空间的振荡。由于蒸汽轮机的效率和性能,热机设计师应采用最小和逐步的方法。步进数的变化将使参考转子范围变长,临界转速降低,工作转速的增加将使工作转速与临界转速的比值增大,导致轴的稳定性降低。间隙过大可导致上下部热压力差增加,切向力作用在转子上,使转子旋转。其次,要考虑转子电流的相互作用。转子和转子外壳的差别很大,只要转速超过参考频率2.5倍,就会发生失稳。若保持这样的高频率运行则会磨损静环,活塞发动机密封的流动产生非常高的接触力,磨损导致排气口密封间隙的增加将进一步增加流入密封的气流接触力,导致严重振动。平衡力在汽轮机转子动稳定中起着重要作用,如果平衡力破坏就会导致静环磨损。通常,只有高参数的高压转子才会被搅动。涡激振动时,随着振幅增大,涡激振动逐渐接近高偏心,自振频率接近转子横向振动的固有频率。为评估这种现象,需要安装一个振动模式测试探针,监测转子振动幅度。处理气流引起的异常振动非常困难。一般来说,为提高处理误差的能力和误差响应措施的质量,有必要深入分析和研究汽轮机的振动现象和强度。必须编制至少1年的振动和运行数据,使其成为数据曲线。分析数据曲线的变化和幅度,最终确定气流强度的分布。降低负荷变化速度,避免负荷变化过快导致汽流异常产生振动。

2.3摩擦振动

汽轮机在运行过程中难免会产生摩擦振动,这是因为各个设备在运行时都不可避免出现摩擦,根本不能消除。但如果摩擦情况过于严重,就会导致设备异常振动的出现,可能造成设备出现故障。因此,应该对汽轮机内部的各个部件进行检查,查看是静摩擦还是动摩擦,一旦摩擦噪声过大,就需要进行检修。对于因摩擦而发生故障的设备,需要进行检修或更换,保证振动摩擦不会对其他元件造成影响。

2.4油膜振荡

汽轮机是电厂发电设备的重要组成部分,其工作阶段的不稳定性会影响到整个发过过程。在汽轮机机组的振动阶段,需要预先掌握振动的幅度,如果有不稳定或其他现象发生,则需要及时汇总数据情况,并根据固定值控制速度。如果汽轮机运行期间转子不稳定,则其振动将非常混乱,振幅将进一步增加。油膜振动主要是由于汽轮机机组的严重不稳定性引起的,振动频率与速度之比为1:2。此时,即使装置的速度增加,相应的振动频率也保持在该恒定状态。这种振动故障的主要特征是低频振动和小振幅。在这一前提下,如果蒸汽涡轮机的运行速度高于初级临界速度的两倍,则机组产生的低频振动速度将与初级临界速度同步。也就是说,当接收到共振系数时,汽轮机的低频振动会在某种程度上被放大,并且频率增加而变为油膜振动。油膜振动与千斤顶轴中的液压压力不足、运行期间润滑剂中的杂质有关,其突出的特征是低频振动。当汽轮机运行过程中发生油膜震荡,需要采取以下方法进行解决:①将轴瓦的比压加大,这对减小油膜震荡非常有效;②增加上轴瓦的轴承合金宽度,从而减小轴瓦顶部的孔隙,也能使油膜震荡降低;③改变轴瓦和轴颈的接触角度,尽量使接触角度变小;④选择动力黏度小的润滑油加入机组中,可以提升机组的工作效率,降低振动影响;⑤改善转子平衡,使原本作用在转子上的不平衡力降到最低,这样就可以让转子的运动状态变得稳定,减少油膜震荡。

3结束语

振动故障严重影响热电厂设备的正常运行,通过分析热电厂汽轮机振动故障的原因及处理方法,提出相应维修措施,以此消除振动隐患,减少汽轮机设备因问题引起的损坏,确保设备稳定安全使用。

参考文献

[1]焦玉婷.汽轮机异常振动分析与排除[J].中国设备工程,2018(05):47-48.

[2]谢晨宇,王兴邦.汽轮机运行振动的大原因分析及应对措施[J].科技风,2019(15):131.