关于发电厂汽轮机组轴承振动原因分析及处理的探讨

关于发电厂汽轮机组轴承振动原因分析及处理的探讨

苏伟

中煤新集利辛发电有限公司  安徽亳州  236000

摘要：经济社会的高速发展，推动科学技术领域获得更多的创造性成果，电力行业也在此背景下有了新的突破，针对发电厂汽轮机组轴承振动等故障问题也形成了新的解决方案。本文也将从这个角度切入，对影响汽轮机组轴承振动的各种因素进行分析和探究，同时也将其在实际应用过程当中的情况进行简要说明，从而更好地采取有效的处理措施解决汽轮机组轴承振动的相关问题，强化故障诊断和解决能力。

关键词：发电厂；汽轮机组；轴承振动原因；处理方法

1 发电厂汽轮机组轴承振动原因分析

第一，汽轮机组主轴出现激振的问题。衡量汽轮机组平稳安全运行的重要指标就是汽轮机组主轴本身运行过程的具体情况。汽轮机组主轴各个数据参数，例如转速、轴振动、偏心度还有胀差等出现变化问题，会促使轴承运转过程发生异常振动，特别是参数较高、容量相对较大的火力发电厂，汽轮机组的叶片受到蒸汽的持续冲击，造成汽流激振的现象出现，而在此过程中，受到汽流激振的长时间的影响，汽轮机组主轴中，与其相配合运行的轴承就会出现振动异常情况，并且还会进一步导致振幅不断扩大。

第二，高压缸动静碰磨。通过对汽轮机组的运行状态进行持续的实验测试，可以观察到汽轮机组本身的冲转值大于3000转速的时候，高压缸就会出现“蛙跳”的现象，随后振动异常情况就会出现在汽轮机组运行过程当中[1]。检查高压缸的内部情况，发现其在运转时产生了动静碰磨现象，并且还因为汽轮机组当中，高压转子的前汽封段相对较长，在启动运转的时候就会导致左右不均匀的情况发生，阻碍了高压缸膨胀工作的顺利开展，使得汽轮机组轴承也出现异常振动情况。其中最明显的问题主要表现在：第一，高压转子本身的汽封和轴封遭受到较大的磨损。第二，电端上的猫爪垂弧差与标准规定的范围产生了较大的距离。第三，红丹对磨的接触面积达不到要求，出现不足问题。

第三，低压缸动静碰磨。通过检测低压缸的内部情况，可以明显发现由于出现动静碰磨的校长，其蒸汽参数值不符合标准规定，低于规定的范围。并且，汽轮机组低压轴封还经常出现进水的情况，对低压缸内部真空产生影响的另一个因素就是排汽温度，温度的持续降低，出现真空的状态概率就会明显加大，在这个时候轴承承受到的力量是不均匀的，进而造成摩擦问题的产生。

第四，汽轮机组在运行过程中，轴封供汽压力出现变化对其造成了影响，轴承出现振动，本质上与轴封本身的结构、材料的性质还有形状造型有关，汽轮机组温度会随着运行时间的延长而不断升高，轴承受热过高会产生变形问题，并且也致使供汽压力出现变化，封片在此状态下发生倒状，高压端泄漏出蒸汽，低压端则侵入空气，轴封受到高低压力的影响，振动的幅度将进一步加大。

第五，人为因素造成汽轮机组轴承出现异常振动。例如，某一发电厂，汽轮机组在启动运行时，传感器接线盒如果受到人员的误触，会加大振动数据异常的几率。因此，要进一步排查是否受到人为影响，该机组可以进行二次启动，转速值在启动时设定为2300r/min，并且还保证测试的地点没有无人员的干扰，但是还是有机组再次出现振动的情况，这时提高转速值到2354r/min，第二号轴承x振动从45.33μm提高到138μm，之后再重新恢复到正常的参数值。当其转速值重新提高到2461r/min时,第二号轴承y向振动由37.9μm提高到250μm,汽轮机组振动产生保护动作,由此汽轮出现跳闸现象,从而也能够说明此并非是人为干扰导致的机组异常振动问题。 

2 发电厂汽轮机组轴承振动处理策略

2.1 以汽轮机组的“闷缸”原理来解决振动问题

所谓“闷缸”原理，实际上指代的是将汽轮机组的排汽以及疏水到凝汽设备等所有进汽进行隔绝，汽轮机组本体上的所有疏水操作都要停止，促使促使汽缸上方下方的温度都能保持在相一致的状态，从而转子的热弯曲程度能够降低[2]。进行“闷缸”操作具体为：当汽轮机组强烈振动达到或者大于125μm的时候，需要应用紧急停机的方式，并且即刻对真空进行破坏开始闷缸操作。闷缸操作通过破坏真空状态，并且将全部进汽门、疏水门关闭掉来达到解决问题的目标。具体环节包含如下步骤：第一，润滑油系统对汽轮机组轴承持续进行供油；打开顶轴油泵；第二，开启真空破坏阀门，同时要射水泵要停止运行，汽轮机组当中有空气进入，这个时候就会发生鼓风摩擦的现象，转子受到制动影响，就能够停止转动。第三，汽轮机组本体的内外冷源要采取隔离措施。第四，汽轮机组本体、全部汽门、抽汽管道疏水门等进入到汽轮机组当中等设施都要关闭，确保汽轮机组上下方位置，汽缸与转子保持相同的温度参数。第五，要对汽缸上下缸的温差进行实时的监控，促使其保持在要求的标准条件内。第六，机头上方的百分表，要定期检修，随时间的延长，检查转子弯曲的程度，如果其弯曲变化的程度不符合规定值，那么就要停止运行。第七，如果出现汽缸上下缸的温差要低于设定值，可能会因为温差过大导致转子更加容易出现弯曲的情况。而随着温差的逐渐降低，转子的弯曲度将会逐渐减小，需要手动操作试盘车。第八，转子持续进行180度盘转，当其逐渐回落到标准参数范围，需投入并连续盘车。

2.2 处理高压缸出现的不良问题

针对高压缸当中发生的膨胀不畅的问题，需要采取深入的对比方法，来对原因加以分析和明确，依据具体情况运用针对性的措施。如上文提到的汽轮机组高压缸问题，相关技术人员在前箱台板放置了不锈钢片在其滑块底部，以此来调节滑块和前箱中的各处间隙，确保各间隙距离低于0.1mm。同时还需要在前箱台板的滑块的表面涂抹上红丹，这样前箱的底部就能够和其形成对磨，从很大程度上扩大磨的接触面积，实现稳定安全的性能。高压缸上方还需要再开出一个注油孔，还需要在孔洞周围安装一根完整的注油管道，通过注油操作来高压缸能够保持润滑的效果。还要及时对前箱里面已经被磨损的比较严重的滑销进行更换，新的滑销同样要涂抹上具有耐高温功能的润滑脂，通过一系列调整，在将猫爪垂弧的弧差调整到0.05mm之下后再重新投入使用。

2.3 处理低压缸当中出现的不良问题

如果在汽轮机组当中发现低压轴封还有汽封出现严重的磨损，对发电厂汽轮机组稳定运行造成阻碍，可以对汽封方式进行调整，将斜齿调整为直齿，采取直齿汽封的耐磨性能更高，对于机组出现的异常振动情况具有较高的缓解作用。假设发电厂汽轮机组低压缸内部出现较大的下降量，可将隔板抬高到0.01mm以上，同时对低压缸端部汽封进行提升，使得汽轮机组的动静碰磨得到有效降低。此外，低压缸中变形情况比较明显，存在刚度不足问题，还可以利用加固的方法来进行固定。例如利用可采用筋板来作为加固的工具，本身筋板在辅助支撑方面的作用比较强大，还能够一定程度减少发电厂汽轮机组当中出现的轴承异常振动的概率，降低其给设备运行带来的威胁。

结束语

综上所述，电力行业的发展进步，我们也能够逐渐对发电厂汽轮机组出现的轴承异常振动情况加以分析和排查，这些非正常振动的情况，更需要通过不断的研究来明确其发生的原因，并找到相对应的解决方案来诊断和治疗这些故障现象，以有效的方法措施来推动汽轮机组的平稳运行。

参考文献

[1]廖申丁.火力发电厂汽轮机轴承振动大的原因分析及处理措施[J].装备应用与研究，2019(37):83-84.

[2] 赵晓飞，董少平，李永俊.1 000 MW汽轮机轴承振动大的原因分析及处理[J].华北电力技术，2014(2):41-45.