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摘要:汽轮机作为一个集自动化控制、机械、电力等科学技术为一身的载体,被广泛应用在了化工、电力行业的生产中,一旦其出现故障,将会造成局部或整个生产流程的中断,致使生产企业蒙受经济损失,甚至出现人员伤亡事故。因此,对汽轮机进行状态监测与振动分析越来越受到人们的重视,相应的诊断分析技术也有较强的使用价值。本文主要对热电厂汽轮机振动故障进行了分析和探讨。
关键词:热电厂;汽轮机;振动
1热电厂汽轮机振动异常的原因分析
1.1油膜振荡引起的汽轮机的异常
如果汽轮发电机的转子在油膜上飞速的旋转,其稳定性很容易丢失,它的旋转过程密切的和轴线联系着,还会和平衡点的涡动相联系,进而造成油膜出现振荡。在涡动频率上,轴线基本上是在转子转速的一半,所以通常也被称为半速涡动。如果转速发生重合,半速涡动的效果就将被放大,产生了比较激烈的振动。
1.2汽流的激振也很容易造成汽轮机的异常
一旦出现气流的激振,就表明汽轮机会出现明显的故障:其一,汽轮机的机组的负荷一旦超过了其中的负荷点,轴振动就会迅速的增加,一旦降负荷要比负荷点要低,振动就会迅速的降下来;其二,强烈的振动频率和高压转子一阶的临界转速要低或者是高;其三,气流的激振一般体现为正向的涡动;其四,一般来讲,出现汽流激振的位置在高压或者是再热中压的转子段,出现汽流激振主要是因为叶片受到了不均匀的汽体冲击而引起的;那些大型的机组,末级叶片会相对较长,汽体在叶片的末端很容易发生膨胀,造成了流道的紊乱情况;其五,机器设备的轴封也很容易出现汽流激振的情况。
1.3转子的热弯曲引起的汽轮机的异常
当转子出现了热变形的时候,很容易引起振动的异常,因为这个时候振幅呈现增长的态势,也和转子温度以及蒸汽参数有着较为紧密的联系,这类情况,大部分发生在机组还是转动的情况下,开始启动后,转子开始转动温度也会迅速的升高,转子的材料在热力的作用下会发生热变形,从而使得转子的规则发生变化,这样在工作的状态下没有办法切合,会使得汽轮机出现不正常的振动。
1.4摩擦振动引起的汽轮机的异常
摩擦振动的特征主要体现在两个方面,一方面,当转子发生了热弯曲之后会出现新的不平衡力,但这种情况下振动的信号的主频率仍然是工频;另一方面,是出现摩擦的时候,振动的幅度和相位都是有波动的,并且波动的时间会持续的比较久。
2?解决热电厂汽轮机异常振动的具体方法分析
在进行设备装配时,一定要保证各个部件的正确衔接,使用钢丝找中心法可以对轴线进行校准,保证安装的正确性。进行基础安装时,一定要将预埋件设置在纵向中心线的前后,再对可调整螺丝进行安装,便于放置钢丝架子。再顺着纵向中心线的方向,找到适合悬挂钢丝的地方。做完这些再对各个中心点进行找正,在测量钢丝离洼窝中心两侧的距离时,要使用钢皮尺,这样比较精确。对准轴承座,仔细调节,使两侧的长度能够相同,人为可控的误差不能超过0.05mm。在进行复测时,要用到水平仪,它可以进行横向的找平。要把水平仪放到轴瓦洼窝结合面上,用斜垫铁对其在竖向高度上进行适当的调整,要满足现场的高低情况,还有轴承座的横向水平也要满足要求。在第三次找正修改时,要将整个汽轮机组排查一遍,需要找正的地方都更改过来。只有轴承安装好了,其工作才能有条不紊的进行,不然就会出现受力不均匀的情况,发生异常振动,这样不仅影响仪器设备的使用,还对热电厂的发电有影响。
2.2?汽轮机组汽流激振
在对汽轮机组进行汽流激振故障分析时,不仅要消耗大量时间去记录机组的振动数据,还要将其满负荷状态下的数据绘制成相关曲线,通过观察数据和曲线的走势,来分析汽轮机的故障情况。调整负荷的速率,缓慢增加给水量,将得到的数据绘制成曲线观察。汽轮机的负荷变化后,高压调速汽门的一些性质也会随之发生改变,而这些改变可以抵消气流激振带来的负面影响,使汽轮机正常工作。收集汽轮机在汽流激振中各种工作状态的数据,仔细分析对比,采用合理的措施来规避汽流激振的负面效应,保障热电厂设备能安全的工作。
2.3分析解决摩擦振动问题的措施
摩擦振动很难消除,因为所有的设备仪器在工作时,都会产生摩擦,有摩擦就会形成摩擦力,这是无法根除的。在例行检查汽轮机时,针对内部的各个组件进行检查,观察部件之间是否存在摩擦,要是有,确定是动摩擦还是静摩擦,这些都要分析清楚。除了检查机组内部的部件,还要注意其在工作时,是否有摩擦声传出,声音在超过一定范围时,需要对其检修。振动的频率也要符合规定。如果有较大的异常噪声传出,那么相关的工作人员就要对其进行检核,有故障的局部部件也要进行更换,以免影响其他的零部件。
2.4解决油膜振动的措施分析
在汽轮机发生油膜振动时,当前流行的解决方法主要有以下五种。第一种,增加轴瓦比压,有效控制油膜发生的振动。第二种,缩小轴瓦顶部的间隙,将上轴瓦的轴承合金宽度增加,这样能有效减少振动频率。第三种,将轴瓦和轴颈之间的接触角度减少,当减少到一定范围后,其振动就会减少。第四种,在机组中添加合适的润滑油是非常有必要的,润滑油要选择动力粘度小的,这样使用起来对机组的正面效益最大,可以极大的促进机组的工作效率,还不会有负面影响。第五种,利用平衡力原理,把设备中存在的不平衡力降到最低,当其相互平衡后,就不会发生加大位移,进而出现振动的概率降低。
2.5利用传感器进行有效的保护
在汽轮机内部有相关的监视和保护系统,这些都是为了监控汽轮机的工作状态而设置的,一旦有故障发生,相关的信号报警系统和保护系统就产生作用,可以使汽轮机更加安全的运行。虽然目前机组内都安装有各种监视和保护的措施,但对振动破坏的保护还不是很完善。应该在机组内部设置振动保护装置,在其接近极限时启动,发出特殊的信号传给电路保护装置,使其紧急停止工作,则相关人员对其检测修复后,再开始工作。
2.6建立完善监督体系
轴承振动测量阶段需要做好安装处理工作,将其安装在汽轮机后,随时随地对机组振动情况进行检查,如果超过固定的范围,则可以根据报警信号对其进行分析。管理机组的工作人员收到预警信号后,采取有效的补救措施,最大程度降低事故发生几率。此外对各类工作进行了解后,要突出常规化和经常化的应用要求,及时关闭运行的机组,第一时间进行检修,避免出现扩大化。
3结语
加强对热电厂汽轮机设备运行故障的分析,能够及早提防机械设备会出现的状况,尽快采取防范措施,这样就能够保证生产的稳定性。相关企业工作者需要加强汽轮机设备运行中振动异常情况的了解,并加强相关故障判断知识的了解,一旦机械设备发生故障,就可以马上判断出原因,从而针对性的解决问题。
参考文献
[1]侯志花.汽轮机组振动故障远程诊断系统研究[D].华北电力大学(河北),2010.
[2]刘宁.热电厂汽轮机振动原因分析及对策[J].科技传播,2012,(10):93+91.
[3]乐龙.浅析汽轮机振动的原因及危害[J].能源与节能,2012,(07):17+26.