[浅谈火电厂汽轮机运行异常振动原因及解决办法]火电厂汽轮机系统

来源:网络应用 发布时间:2019-05-15 04:08:37 点击:

  摘要:电厂在日常工作中,加强汽轮机组保养与维护,保障城市供电,保障工农业生产,已经成为火力发电厂维护部门的重要任务。而笔者在多年的工作中发现,影响汽轮机正常运行的一些因素当中,异常振动是最为常见的,也是比较难确定的,如何消除这一现象,是汽轮机维护中应该十分注意的问题。排除汽轮机异常振动,对于保障汽轮机安全稳定运行有着重要意义。本文主要分析了汽轮机异常振动故障产生的原因,并提出了解决问题措施及建议。
  关键词:汽轮机;异常振动;分析;解决措施
  Discussion on the reason of the abnormal vibration of steam turbine in thermal power plant operation and its solution
  Abstract: Steam turbine as power system the important constituent, its operation affects the whole power system. However, the abnormal vibration of steam turbine has been the power plant operation to avoid the problem, how to prevent and solve the fault is very important. This paper mainly analyzes the causes of abnormal vibration fault of steam turbine, and puts forward the measures and suggestions to solve the problem.
  Key words: steam turbine; abnormal vibration; analysis; solving measures
  中图分类号:TK26 文献标识码:A文章编号:
  0、引言
  我国经济的快速发展对我国电力供应提出了更高的要求。为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定,加强汽轮机组日常保养与维护,保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。汽轮机由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因,汽轮机组故障时常出现,严重影响发电机组的正常运行。机事故以及导致轴承座松动、基础甚至厂房建筑物的共振损坏等。因此,分析找出汽轮机异常振动原因并制定解决方案非常重要,是保证机组安全运行的基础。
  1.汽轮机振动监测技术概述
   在火电厂内,大部分的设备在发生故障前期都有所征兆来反应,比如故障发生前都会出现一些不同的特征信号量,比如是汽轮机的某个部件发生损坏,就可能在部件故障发生前产生异常的噪声和振动声;如果某处轴承出现损坏,则轴承在损坏前会出现异常的振动或者油温升高等故障信号。从正常状态到故障状态,设备状态发展都是一个动态过程,因此,我们可以通过对这些信号的监测来及时发现故障的部位及故障的性质,并对变化规律有针对性的采取有效的措施进行预防,这是实施状态检修的基础。
  通过以上分析我们可以达到如下结论:对汽轮机进行状态监测是汽轮机状态检修的前提,状态监测主要对当前状态与正常运行时的状态进行对比,及时发现系统中的薄弱环节,汽轮机的状态检修与一般意义的故障维修和固定时间维修相比,具备以下优势:(1)经济上节约了故障维修和定期维修费用;(2)增加了相关设备的使用效率及寿命;(3)发电可靠性得到了最大限度地保证;(4)减小了检修成本和风险。
  2. 火电厂汽轮机常见异常振动的分析及解决措施
  2.1油膜震荡
  (1)产生的原因分析
  油膜自激震荡是由于汽轮发电机转子在轴承油膜上高速旋转时,丧失稳定性的结果。稳定时,转轴是围绕轴线旋转的。当失稳后,一方面转轴围绕其轴线旋转,另一方面该轴线本身还围绕平衡点涡动。轴线的涡动频率总保持大约等于转子转速的一半,故又称半速涡动。当半速涡动的涡动速度同转子的临界转速相重合时,半速涡动被共振放大,就表现为激烈的振动。油膜振动具有下列特征:
  ① 油膜震荡一经发生,振幅便很快的增加,使机组产生激烈振动。这种振动随着转速的升高,振幅并不减小。失稳而半速涡动可能较早。而油膜震荡则总是在 2倍于第一临界转速之后出现。
  ② 油膜震荡时,振动的主频率约等于发电机的一阶临界转速,且不随转速升高而改变。
  ③ 发生油膜震荡时,振幅将不只是于转速一致的工频振动,而且还有低频分量。
  ④ 发生油膜震荡的轴承,顶轴油压也发生剧烈摆动,轴承内有明显的金属撞击声。
  ⑤油膜震荡严重时,仔细观察可以看到主轴的外露部分在颤动。
  (2)故障解决措施
  在机组出现油膜震荡时,可采用以下解决措施:
  ①增加轴瓦比压。
  ②减小轴瓦顶部间隙或增大上轴瓦轴承合金的宽度。
  ③减小轴颈与轴瓦的接触角,一般可减小至300~400。
  ④降低润滑油动力粘度。例如提高油温或选用粘度较小的润滑油等。
  ⑤用平衡的方法将转子原有不平衡分量降得很少。
  2.2汽流激振
  (1)产生的原因分析
  汽流激振类振动有以下特点:a、汽轮发电机组的负荷超过某一负荷点,轴振动立即急剧增加;如果降负荷低于负荷点,振动立即迅速减小。b、强烈振动的频率约等于或低于高压转子一阶临界转速。c、汽流激振一般为正向涡动。d、 发生汽流激振的部位在高压转子或再热中压转子段。
  其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振;对于大型机组,由于末级较长,气体在叶片末端膨胀产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象;轴封也可能发生汽流激振现象。
  (2)故障解决措施
  针对汽轮机组汽流激振的特征,其故障分析要通过长时间(一年以上)记录每次机组振动的数据,连同机组满负荷时的数据记录,做出成组曲线,观察曲线变化情况。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态,采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式避免汽流激振。
  2.3转子热弯曲
  (1)产生原因分析
  转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系,大都发生在机组冷态起机定速后带负荷阶段,此时转子温度逐渐升高, 材质内应力释放引起转子热变形,一倍频振动增大,同时可能伴随相位变化。当弯曲的作用大于不平衡量时,振幅的减小发生在临界转速以上。
  (2)故障解决措施
  针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动,没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。
  2.4摩擦振动
  (1)产生原因分析
  摩擦振动的特征:一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力,因此振动信号的主频仍为工频。但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响,可能会出现少量分频、倍频和高频分量,有时波形存在“削顶”现象。二是发生摩擦时,振动的幅值和相位都具有波动特性,波动持续时间可能比较长。涡动等现象,但实际有影响的主要是转子热弯曲。由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧,导致转子径向截面上温度不均匀,局部加热造成转子热弯曲,产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。
  (2)故障解决措施
  平时定时对汽轮机组进行维护,并对留意是否存在不和谐的机件摩擦声, 确保及时发现问题并对相应机件进行维修或更换,避免因摩擦振动引起的机组运行故障。

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