电厂汽轮发电机问题处理孟贺

电厂汽轮发电机问题处理孟贺

孟贺

（浙江华业电力工程股份有限公司浙江宁波315800）

摘要：汽轮机作为电厂发电系统的重要组成部分，对电厂安全稳定运行具有十分重要的影响作用。汽轮机运行稳定性会受到诸多因素的影响，因此，热电厂应当对汽轮机故障排查工作的进行给予高度的重视，并制定相应的解决措施，为电厂发电系统稳定安全运行提供坚实的保障。

关键词：电厂；汽轮发电机；常见故障

1汽轮发电机常见振动故障以及解决对策

1.1汽轮发电机常见振动故障

1.1.1轴承的轴向振动

在测量机组振动过程中，常发现轴承的轴向振动过大，其振动频繁与转速相同。引起轴承轴向振动过大的原因有如下几点：（1）弯曲的转子在旋转时，轴颈产生偏转，轴颈在轴瓦内的油膜承力中心沿轴向随转速发生周期性变化，从而引起轴承座的轴向振动。（2）轴瓦受力中心跟轴承座几何中心不重合。（3）轴承座不稳固。挠曲的转子在旋转时，将力图使轴瓦及轴承座作相应的偏转，但轴承无法追随轴颈的偏转只能形成轴向振动。轴向振动的幅值同转子的挠曲程度成正比，而各轴承振动的相位则取决于转子挠曲弹性线的形状。在一阶临界转速附近转子2个轴承的轴向振动相位相反。而在二阶临界转速附近转子2个轴承的轴向振动相位则相同。

1.1.2汽流激振

一般情况下，汽轮机组中的高中压转子是发生汽流激振的主要部件。其原因是汽轮机内流中的蒸汽会发生一定程度的膨胀，这样一来，一方面会使高中压转子产生切向力转矩，另一方面还会产生一个从高压端到低压端的轴向力，在这2种外力作用下高中压转子的叶片会在不均匀汽流的冲击作用下使汽轮机转子发生汽流激振这一故障。

1.1.3摩擦振动

在长时间运行状态下，汽轮机转动部分如叶栅、叶轮主轴等会在外力和高温条件等作用下产生一定的热弯曲故障，进而对转动部分原来的稳定状态造成一定的破坏，最终产生摩擦振动故障。在这种情况下，汽轮机振动信号仍保持在工频状态，但是在转子以及其他因素的作用下会经常发生分频、倍频以及高频分量的现象，甚至有时还会有波形削顶这一异常现象的发生。另外，汽轮机转子产生摩擦振动故障情况下，其振动频率和幅值存在波动的基本特征，一旦这种故障存在时间过长，那么将会导致涡动现象的发生。

1.2汽轮机振动故障排查维修措施

1.2.1修改轴承盖振动保护动作逻辑分析

某热电厂3台汽轮机组都设有轴承盖振动检测信号，信号经TSI检测柜，按“或”逻辑执行保护动作，只要有一个信号越限，即发生停机动作。这样，在运行中极易发生由于单一信号误动造成机组停运的事故，给电厂的安全和经济造成巨大损失。为避免此类事故的发生，特提出将原逻辑关系改进，提高机组盖振动保护的安全可靠性。

1.2.2汽流激振排查措施分析

通过对气流激振故障产生原理分析可知，在进行该故障排查解决的过程中，首先应当对汽轮机转子的稳定平衡状态进行检查分析，查看转子质量中心是否和旋转中心处于相同的运行状态。另外，电厂技术人员在平常检查过程中应当对汽轮机组转子的振动运行数据进行详细记录，并与机组满负荷状态下的振动数据进行整合分析，制定转子的振动曲线图，通过对曲线的观察和分析，可以判定转子运行的状态。

1.2.3摩擦振动故障排查措施分析

通常情况下，汽轮机转子运行的环境比较复杂，它在运行过程中不仅会受到高速旋转和气流冲击作用力，同时高温、潮湿以及高压的工作环境会对转子造成一定的破坏，影响机组转子的安全稳定运行。因此，火电厂应当对转子日常的保养和检查工作给予高度的重视，一旦检查过程中发现故障，维修技术人员应当立即采取解决措施，对产生摩擦振动的部件进行必要维修，而如果机组部件维修价值不高应当进行更换，以消除摩擦振动对汽轮机运行造成的不利影响。

2转子不平衡

在现场发生的机组振动过大，按其原因来分，属于转子质量不平衡的约占80%；按激振力性质来分，属于转子不平衡力的将达90%左右。目前运行的汽轮机和发电机转子大部分均属于柔性转子，这种转子在转速升高的过程中，其绕曲将发生改变，转子平衡状态也随之发生变化，此时转子产生的不平衡离心力是不平衡质量产生的不平衡力和转子绕曲产生的不平衡力之和。如果工作转速下存在较大的基频振动，并已排除了轴承座刚度不足、固定式联轴器连接的转子不同心和平直度偏差过大、轴颈不圆等故障，那么就可以判断出引起工作转速下振动过大的原因是转子不平衡。

3轴系同心度和平直度偏差

3.1转子与汽缸或静子的同心度

检查转子与汽缸或静子同心度，这是机组安装、检修中一项重要工作。如其偏差过大，则可能会引起汽流激振、电磁激振、动静碰磨。若碰磨发生在转轴处，会使转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。因此，在安装过程中，汽轮机台班就位，汽缸及轴承座就位安装，转子在汽缸内找中心，联轴器找中心，汽封、通流部位间隙的测量和调整、复查联轴器中心、联轴器连接等诸多环节应作好中间过程的质量控制工作。启动前轴偏心、汽缸温差、差胀等重量参数一定要控制在规程规定的范围内，否则摩擦将使转子弯曲引起振动增加，甚至无法启动机组。在启动过程中，机组发生动静摩擦时不能强行升速，否则容易造成大轴永久弯曲。如果转速在临界转速以下，应该立即打闸停。

3.2轴承座标高和左右位置偏差

检查转子对中或找正，是将联轴器断开，检测联轴器圆周和端面开口偏差（上下、左右），将这种偏差称作机组中心不正。这种偏差产生主要有以下两方面原因：（1）联轴器缺陷：当联轴器法兰外圆与轴颈不同心、联轴器法兰止口或螺栓孔节圆不同心，端面瓢偏，连接螺丝紧力明显不对称时，否认圆周和端面如何正确，当把连接螺栓拧紧后，都会使连接轴系不同心和不平直。（2）如忽略联轴器缺陷，当其圆周、端面开口存在显著偏差时，拧紧联轴器螺栓，虽然连接的轴系仍然同心和平直，在旋转状态下并不直接产生振动的激振力，但它会产生很多不良后果。

结束语

经济的高速发展带动了各个行业的进步，无形之中带动了电力企业的发展。不论是工业农业抑或广大人民群众的日常生活都离不开电力。电已然成为了我们生活的一个必不可少的要素。因此需要相关工作人员积极探索汽轮发电机中常见故障以及解决办法，以保证社会的正常用电。

参考文献：

[1]马兴瑞.基于模型的汽轮发电机组故障诊断专家系统[D].兰州理工大学，2016.

[2]张钟镭.汽轮发电机组碰摩故障智能诊断技术研究[D].华北电力大学（北京），2016.

[3]李彦浩.汽轮发电机转子绕组匝间短路故障诊断的研究[D].华北电力大学（北京），2016.