汽轮机冲转过程中轴瓦振动超标原因及处理措施

汽轮机冲转过程中轴瓦振动超标原因及处理措施

姚帅

大唐杨凌热电有限公司 陕西省咸阳市杨凌示范区 712199

摘要：汽轮机在实际应用过程中常会出现轴瓦振动频率增加，最终超过额定标准等问题，一方面会影响设备本身的正常运作，另一方面将影响整个工业生产环节的效率，导致大量资源及能源的浪费。基于此，本文从汽轮机冲转过程中轴瓦振动超标表现入手，分析导致轴瓦振动超标的具体原因，并提出有效的解决办法，以期避免在汽轮机冲转工作中出现轴瓦振动超标的问题，保证其正常运行，推动企业的平稳发展。

关键词：汽轮机；冲转过程；轴瓦振动超标

引言：从实际情况进行分析，大多数汽轮机在正常运行期间，其振幅相对固定，不会出现较大差异，但在开启冲转模式时，由于整个设备的运行负荷不断增加，加之设备自身硬件出现磨损、松旷等问题，就极有可能导致振动异常，出现超标故障等问题。但由于导致轴瓦振动超标的原因较为复杂，因此需要花费大量的时间排除故障，极大影响了企业的正常运作，经济效益降低。

一、故障表现

为保证实验研究质量，本文选用X发电厂的汽轮机轴瓦振动超标现象为例，由此进行深入分析，该厂汽轮机驱动离心式氧压机组突发跳车问题，此时两个振动测点其中一个在发生跳车问题时数据变化不大，因此技术人员大体判断为探头故障导致的跳车问题。为提升判断精确性，技术人员提高转速，发现汽轮机其他测点数据并无明显改变，通过检查延长电缆、测点探头、前置器等设备，发现故障原因为测点探头及前置器损坏，并立即更换设备。排除故障后重新启动发现仍出现轴瓦振动超标问题，机组正式进入检修状态，通过数字电液控制系统得到的相关数据可知，当机组冲转速度在5500r/min以上时，将导致离心式氧压机组故障。

二、汽轮机冲转过程中轴瓦振动超标原因

（一）长时间未开展全面检查

若是在实际生产期间，汽轮机长期未开展全面检测工作，将极易导致冲转过程中出现轴瓦振动超标问题。通过对以上案例进行分析可知，该汽轮机离心式氧压机组由于前置器及测点探头损坏，导致出现振动误差的问题，触发连锁跳车保护，一度造成车间停产，导致严重的经济损失。由此，相关技术人员需要定期就汽轮机的各类零部件进行检测，避免出现盲目追求生产效率导致设备故障问题。

（二）违反操作规章制度

为精准判断轴瓦振动值突然超标、导致机组跳车现象发生的具体原因，相关人员通过观察液压盘车机构、停运油泵，并配合检查探头、延长电缆等方式，综合相关操作记录，可得到以下结论。当汽轮机转速为零，且始终维持供轴封汽作业时，可发现机组转子不动且真空度为-85KPa、轴封供汽压力为39KPa，并在此条件下持续90分钟，将导致转子出现不均匀受热及热弯曲现象，该操作违反了预定操作规范，且在启动机组处于热态工况时，未检测盘车状态，将导致在后续开展正式生产作业过程中，频繁出现汽轮机跳车且轴瓦振动值超标等问题，严重影响了汽轮机的平稳运行，使得企业承受极大的及经济损失。

（三）风险预估不足

在高温的工作状态下，若是相关技术人员没有及时排查润滑油泵及停盘车结构的安全隐患问题，且未对振动探头进行定期解体检修，将导致轴瓦在接受内部转子传导的热量时，无法利用润滑油进行降温，进而导致轴瓦长时间受到高温影响，发生结构变形，轴系中心发生改变，进而在冲转期间产生振动超标情况。而在此环境下进行停止盘车操作，将导致转子上下缸出现明显的温度差值，受此影响，会发生弹性热弯曲、局部收缩等问题。加之汽轮机的工作环境不满足预计工作需要，进而出现气缸局部收缩的问题，造成中心偏移，从而引发轴瓦振动超标问题。从实际记录进行分析，原本需要30分钟即可完成的检测工作，由于准备不充分，导致检测时间延长一倍，且现场环境较为混乱，缺乏统一调整及管理，导致汽轮机盘车在高温条件下停留较长时间，进一步加重故障问题[1]。

三、具体应对措施

（一）开展故障原因排查

在开展汽轮机故障排查期间，需要技术人员在机组发生跳车问题的第一时间开始进行检测作业，并成立临时调查工作团队，综合机组配套控制中心提供的示警记录信息进行判断可知，在径向轴瓦振动数值严重超标时，汽轮机及时开启了联锁跳车保护装置。依据以往的工作经验及流程，在技术人员大体确定故障原因后，可对汽轮机进行热启动操作，将轴瓦振动速度提升至3500r/min时，机组产生跳车问题，此时汽轮机其他检测点的各项数值具处于正常范围内。此时可确定机组仪表测点处发生故障问题，出现虚假数值，应立即检查并更换前置器、电缆、测点探头。综上，在开展轴瓦振动超标故障检测工作时，技术人员需要注意对各部件进行定期保养维修，并实现常态化监管，确保机组的正常运作。

（二）跳车后故障处理

在开展故障处理工作期间，为有效判断前径向轴瓦振动测点发生故障的具体原因，技术人员可对前轴承箱中的前置器、电缆、探头进行详细检测，此时应保证检测时间在半小时以内。可利用润滑油泵运行、停液压盘车的方式进行深度检测。当振动测点检修期间出现前置器及探头故障问题时，由于准备不充分、应急预案设计不到位，导致技术人员需要从其他工厂紧急调用零器件，延长了实际检修时间。当该工作结束后，技术人员启动了汽轮机，并发现在转速达到5500r/min时，前径向轴瓦振值明显高于额定标准，且发出较大振动噪声，导致联锁跳车保护装置启动。在后续两次开展设备启动期间，机组同样出现跳车问题，离心式氧压机故障导致生产活动终止，且机组转速为0时，液压盘车轴每次晃动差值在20μm左右，整体振动值超标，机组正式停工检测。综上，当检修工作开始前，应当提前做好风险防范作业，避免出现时间延误，造成企业的经济损失。

（三）机组检修期间故障处理

当技术人员开启汽轮机轴承箱时发现，其中一个径向轴瓦出现较为明显的高温灼烧、形变问题，另一个则出现轻微灼烧痕迹。由此，技术人员需要将较为严重的轴瓦进行更换，受损较为轻微的轴瓦可使用水砂纸进行处理，并对各类器件进行详细检测。随后可重新构建油系统，开启盘车机构，保证其晃动值在15μm左右。技术人员可利用冷态启动模式开启机组的冲转工作，保证其主蒸汽温度为426℃，压力为3.64MPa，排汽温度为55℃，压力为0.013MPa。当机组转速在1500r/min时，响动正常，当机组转速在3500r/min时开启中速暖机，检查轴承振动值，发现满足作业标准。关闭中速暖机后，机组转速上升为6000r/min，此时机组正常运行，当上升至9000r/min时，轴瓦振动值与冷态冲转时数值一致，故障问题得到有效解决。综上，机组实际运行期间需要严格遵守禁止向轴封供汽等工作制度，防止出现轴瓦烧伤等问题，导致设备出现严重故障问题，影响企业正常生产。在热态工作环境下，严禁出现随意停运油泵及盘车等问题，减少人为因素对汽轮机正常运作的影响，明确具体的检修工作流程及相关规定，严格依据预定的排障方案进行作业[2]。

结论：综上而言，汽轮机冲转期间出现轴瓦振动超标的问题较为常见，涉及各方面的原因，如机组膨胀、零件松动、润滑油温、轴封温度等，由此，在开展排障作业时，可首先排除由于人为因素导致的故障问题，并对整个汽轮机进行深入检查，从跳车后故障处理、机组检修期间故障处理等方面入手，保证在最短时间内帮助汽轮机重新运行，提升机组工作质量，实现企业经济效益的最大值。

参考文献：

[1]李建军.一起汽轮机轴瓦振动大跳机原因分析及处理[J].内燃机与配件,2020(06):172-175.

[2]窦家新,董曙君,贺强.汽轮机并网前轴瓦振动优化控制[J].内蒙古石油化工,2021,47(07):36-40.

作者简介：姚帅（1991.08—），男，汉族，陕西省咸阳市(籍贯)，本科（学历），助理工程师（当前职称），

研究方向：热能与动力工程（具体专业），

通讯邮箱：928665165@qq.com