关于发电厂汽轮机组轴承振动原因分析及处理的探讨殷杨冬

关于发电厂汽轮机组轴承振动原因分析及处理的探讨殷杨冬

殷杨冬

（吉电股份白城发电公司吉林省白城市137000）

摘要：随着我国电力行业的进步与发展，发电厂汽轮机组在运行中轴承异常振动大多数是非正常振动，经过试验研究可以确定问题的出现需要从汽轮机组的高压缸与低压缸两方面分析，处理发电厂汽轮机组轴承振动异常时需要检查这两方面，根据实际情况分析问题存在的原因，并对高压缸与低压缸进行有效的故障处理，从而提高发电厂汽轮机组运行的安全性和稳定性。

关键词：汽轮机组；轴承振动；高压缸；低压缸

引言：

想要了解现实生活中发电厂汽轮机组工作中轴承出现的振动异常原因，需要根据机械工作原理寻找有效的振动解决方案，避免发电厂汽轮机组在接下来的工作中再次出现振动异常情况。本文使用的汽轮机机组是单轴四缸凝汽式汽轮机，高压缸和低压缸的设计分别为单流式与双流式，发电厂汽轮机组轴承振动发生的时候就对其拆解处理，经过问题分析得知高压缸与低压缸都存在问题。

1汽轮机组出现轴承振动的原因分析

1.1高压缸动静碰磨

对本文选用的发电厂汽轮机组经过100小时的运行测试后发现在汽轮机冲至3000转时高压缸中出现了“蛙跳”现象，在持续一段时间后，机组中轴承开始了不规则的振动，因此将机器拆分，对高压缸进行检查，发现在高压缸中出现了动静碰磨现象，同时大机组中的高压转子汽封过长，导致启动过程中出现左右不均的现象，从而造成了高压缸膨胀不畅，并导致轴承异常振动。通过观察，发现高压缸存在以下现象：高压转子的轴封和汽封磨损十分严重；测量高压缸的负荷分配发现电端猫爪垂弧差达到0.25mm，已经严重超标；红丹对磨接触面积不足总面积一半，有着严重的安全隐患。

1.2低压缸动静碰磨

在对其他设备进行运行测试的过程中，低压缸的问题也逐渐浮出水面。对于轴承异常振动这一现象来说，低压缸也起到了重要影响。对低压缸的检测中发现，低压缸的动静碰磨问题直接导致了低压缸的蒸汽参数过低，其中，低压缸的汽封径向之间存在的间隙过小，疑为经过人为调节；此外，汽轮机的低压轴封出现了进水现象；随着排气温度过低，导致汽轮机低压缸内部的真空情况过高，使得非落地的轴承标高出现变化，造成轴承受力不均匀，发生严重摩擦。在该汽轮机组中，低压缸与高压缸不同，是双流式构造，其中缸体为双层结构，并且与抵押轴承相互焊接，因此在真空情况过高的状态下横纵两向上所施加的力会造成缸体弹性变形，从而使低压缸的刚度变低。

2发电厂汽轮机组轴承振动的处理途径

通过上述分析可以发现，发电厂汽轮机组轴承异常振动主要是因为高压缸以及低压缸出现了问题。因此，要想保证机组的正常运行，就必须对高压缸和低压缸进行针对性的处理。下面将对处理的方法以及处理效果进行详细阐述。

2.1解决高压缸问题的方法

2.1.1处理的具体方法

为了有效解决高压缸出现的膨胀工作不顺畅的问题，应该先通过仔细的研究与分析，找出其产生的原因，并在此基础上结合相关的工作经验对其进行处理。以上述高压缸中存在的“蛙跳”问题为例，具体可以从以下几方面对其进行处理:应该先在前轴承箱台板的滑块下面放置一个不锈钢片，并有效调节前轴承箱与滑块二者间的间隙，保证其间隙距离在0.1mm以下。同时应该在前箱台板的滑块表面上均匀涂抹红丹，使表面与前箱底部之间形成对磨，并尽可能增加对磨接触的面积，从而有效提高其安全性能。之后，要在高压缸中另开一个注油孔，并在其周围设计出相关的注油管道，从而通过注油的方法使润滑效果得到有效提升。还要及时更换前轴承箱中磨损比较严重的滑销，并在更换好滑销后，把有着良好耐高温特点的润滑脂涂抹在新的滑销表面。最后，要根据实际情况与需求，对负荷分配进行科学、合理的调整与控制，从而有效降低电端的猫爪垂弧。应该对垂弧进行多次测量，只有保证猫爪垂弧差在0.05mm之下，才可以将其投入使用。

2.1.2处理结果

经过以上处理方式对出现膨胀不畅现象的高压缸进行详细的处理后，再对其进行全面的测试，测试中发现，高压缸内部的“蛙跳”现象已经消失，汽轮机组的轴承正常运行，并没有再出现异常的振动现象，轻微振动的幅度控制良好，最大振幅不足70μm。同时，高压缸的膨胀能力得到了十分明显的提升，在从20mm膨胀到50mm的过程中，实现缩短了近一半，最快在10小时以内完成了膨胀工作。

2.2解决低压缸问题的方法

2.2.1处理的具体方法

发电厂汽轮机组中不仅高压缸会出现明显的异常情况，低压缸也会存在相应的问题，这些问题也会直接导致发电厂汽轮机组出现异常振动，对此以下几点可供参考:发电厂汽轮机组中如果低压轴封与汽封的磨损比较严重，甚至存在威胁发电厂汽轮机组正常运行，建议改变汽封方式，将过去的斜齿改为直齿汽封，经过分析与研究得知，直齿的汽封方式具有较好的耐磨性能，可以缓解发电厂汽轮机组的异常振动；如果发电厂汽轮机组低压缸内部下降量巨大，建议至少抬高隔板0.01毫米，还可以提升低压缸端部汽封，降低发电厂汽轮机组的动静碰磨；如果发电厂汽轮机组低压缸中有较为明显的变形情况，或者低压缸刚度低于标准值，可以采用一定的加固方法进行固定，部分工作人员使用筋板对低压缸进行加固，筋板可以较好的起到辅助支撑的作用，也能够在一定程度上降低发电厂汽轮机组轴承异常振动给设备带来的威胁。经过有效的加固之后，某发电厂的员工再一次对低压缸进行详细的分析与检查，发现低压缸的变形与发电厂汽轮机组轴承振动的幅度有了较大程度的降低，问题处理之前，低压缸变形量有3.97毫米，完成加固以后，低压缸的变形量降低到2.97毫米，发电厂汽轮机组轴承挖沟变形量也降低了百分之五十六。

2.2.2处理后的结果

使用改变汽封方式、抬高各级隔板以及利用辅助支撑等方法对出现变形问题以及振动异常问题的低压缸进行仔细处理之后，再通过全面测试可以发现，与未处理前比较，缸体的振动幅度以及变形量都有着一定的降低。其中，最明显的就是变形量的降低。例如，在总变形中，通过计算可以发现，加固处理之前的变形量在4.17mm之上，而加固处理之后的变形量只有2.01mm。同时，各个分项的变形量也都降低了，且达到了理想的标准。其中，降低幅度最大的就是轴承挖沟的垂直变形，其降低幅度达到了56.3%。在各分项变形量中，虽然内缸支撑的垂直变形是降低幅度最小的，但是其也超过了19.4%。由此可见，加固方式的效果是比较好的。另外，使用辅助支撑的方式来提高低压缸刚度后，汽轮机组中轴承振动的状况也得到了一定的改善。在对平稳运行了100个小时之后的汽轮机组进行检测后可以发现，汽轮机组的振动幅度变得较为平稳。而且，随着真空情况的减少，机组中轴承的振动也在逐渐降低。

结束语：

在汽轮机组的运行过程中，出现的严重的非正常轴承振动，经过试验测定，可以认定是高压缸和低压缸这两个方面出现了问题，因此在进行轴承振动处理时，需要针对这两个方面进行严格详细的检查，以便确定问题根源。本文中对于机器测定的原因分析只是众多故障原因中的一种，其他的故障处理需要根据故障的具体成因制定具有针对性的处理方案，不可忙目照搬。

参考文献：

[1]肖波.试论发电厂汽轮机组轴承振动原因分析及处理[J].山东工业技术.2017(19)

[2]安杨.汽轮机转子振动分析与处理[J].中国高新区.2018(10)

[3]谷志德，冯垚飞，王宏伟，张瑞山，李恒海.汽轮机不稳定振动分析及处理[J].发电设备.2015(06)