汽机运行过程中振动问题及其控制策略

汽机运行过程中振动问题及其控制策略

韩然 

江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司  江苏南通   226000

摘要：汽机在运行过程中，振动问题是最常见的故障，且会对机组的安全运行产生直接影响。文章从振动产生的原因入手，对振动分析、诊断方法进行了阐述，并分析了影响汽机振动的主要因素。同时，文章对机组振动控制的策略进行了研究。

关键词：汽机；振动；控制

引言

汽机是火力发电厂最重要的设备之一，其运行状况直接影响着机组的安全稳定运行。当前，随着科学技术的不断发展，火力发电厂开始普遍采用汽机集中布置、高参数、大容量及超超临界机组，从而提高了机组整体运行效率。然而，在运行过程中，由于多种原因会导致机组出现振动故障问题。因此，对机组振动故障问题进行分析研究具有重要意义。

一、汽机振动问题的原因分析

汽机在运行过程中，如果突然出现强烈振动，会导致轴承和轴系发生严重损坏，甚至会发生断裂或断裂。通常情况下，汽机振动原因可分为两种：一种是故障性振动，主要指的是转子质量不平衡、转子不平衡、轴系弯曲或质量偏心等问题引起的振动。由于此类振动发生在转子旋转过程中，且很难通过传统方法进行准确测量和诊断，因此通常采用非接触式在线监测技术来对其进行实时监测。另一种是非故障性振动，主要指的是轴承、轴系和转子的不平衡等问题引起的振动。

1.1机械因素

在设计阶段，汽轮机组可能存在设计缺陷，如转子转动惯量过大、不平衡或热不均匀等问题，这些都会导致机组振动。设计不合理可能会增加振动源的产生，进而影响汽机的稳定性和安全性。在制造过程中，如果质量控制不严格，可能会导致汽机组件存在质量问题，如转子的制造精度不高或存在缺陷，这些问题都可能引起振动。质量问题会直接影响汽机的运行稳定性，增加振动的产生。另外，在安装过程中，如果转子存在安装质量问题，如装配不当或存在质量缺陷，也会导致机组振动。安装质量直接关系到汽机的正常运行，不良的安装可能会加剧振动问题。此外，润滑系统在汽机中起着重要作用，如果润滑系统存在缺陷，如润滑油不足或质量不佳，会导致摩擦增加，从而引起振动问题。良好的润滑系统是减少振动的重要保障。最后，汽轮机结构设计不合理也是一个重要因素，比如转子与滑销间隙过小、动静部件碰摩等问题都可能引起振动。合理的结构设计可以减少振动源的产生，提高汽机的稳定性。

1.2热力因素

热力系统中，包括了热力系统的控制设备以及动力设备。其中，汽轮机作为汽机的重要组成部分，其在运行过程中不仅会受到转速、负荷的影响，而且还会受到其他系统的影响。在机组运行过程中，由于设计方面的不合理以及相关工艺操作不规范等问题，都会导致热力系统出现问题。例如：机组的启动或者停机过程中，由于无法及时调整回路阀门导致机组出现过大负荷，或者由于阀门密封不严导致蒸汽泄漏到机组中，进而引起机组振动问题。此外，如果机组运行过程中产生较大振动问题时，则可能会使机组内部零部件松动、出现异响等问题。这些都会影响到汽机的安全稳定运行。

1.3结构因素

影响机组振动的结构因素主要有以下几方面：转子质量不平衡。转子质量不平衡是汽机产生振动的主要原因，其表现为转子中心与动平衡标记之间存在一定的差距。当转子中心偏离标准值时，就会引起机组产生强烈振动。转子几何尺寸不符合要求。由于转子的几何尺寸与汽轮机设计图纸要求的尺寸不符，就会导致机组发生振动。转子不对中。机组在启动和运行过程中，转子两个端面可能会出现不均匀磨损现象，进而使其轴线出现不平行问题，这也是导致机组产生振动的主要原因。联轴器安装不牢固。这不仅会对机组振动产生直接影响，而且还会加速轴承座等部件的磨损和损坏。

二、振动控制策略

机组振动故障主要表现为机组振动过大，且机组振动问题呈现出较强的随机性、随机性及复杂性。因此，针对汽机运行过程中的振动问题，要从设备的安装、调试、运行等多方面入手，综合考虑机组实际运行情况，从而确保机组安全稳定运行。

2.1主动振动控制

主动振动控制是指利用自身的主动技术来对汽机振动进行控制。在汽机运行过程中，通过传感器对其运行参数进行检测，从而获取相关数据信息。同时，利用自适应控制技术来对机组振动进行主动控制；对汽机转子进行精确测量和计算分析，从而确定转子质量、刚度、阻尼等参数。当机组发生振动故障问题时，通过分析转子运行参数信息并利用自适应控制技术来实现对其振动的主动控制。此外，在汽机运行过程中采用自适应振动控制技术不仅能够提高汽机运行效率和安全性，而且还能避免因机组振动过大而引起的一些故障问题。

2.2被动振动控制

在设计阶段，应充分考虑汽机的结构布局和材料选择，以减少振动源的产生。例如，可以通过优化汽机的结构布局，使其更加稳定，减少振动传递的可能性。同时，选择合适的减震材料，如橡胶、弹簧等，可以有效地吸收和分散振动能量，从而减少振动对汽机的直接影响。在汽机上安装减震装置是一种常用的被动振动控制方法。减震装置可以通过吸收和分散振动能量，从而达到控制振动的目的。例如，可以在汽机的关键部位安装橡胶垫、弹簧减震器等装置，以减少振动对汽机的直接影响。在汽机运行过程中，应定期进行振动监测和维护，及时发现和处理振动问题。如果发现振动超标，应立即停止运行并进行检查和维修，以确保汽机的安全性和稳定性。运行条件对汽机的振动也有一定的影响。可以通过调整转速、负荷等参数，来减少振动对汽机的影响。同时，还应定期检查润滑系统、冷却系统等辅助系统，确保其正常运行，以减少振动产生的可能性。

2.3综合振动控制

定期进行振动监测和诊断，及时发现和处理振动问题。通过专业的振动监测设备和技术，可以准确地测量汽机的振动数据，分析振动的来源和影响，为后续的振动控制提供依据。根据振动监测和诊断的结果，可以优化汽机的控制策略，例如调整转速、负荷等参数，以减少振动对汽机的影响。同时，还可以采用先进的控制算法，如自适应控制、模糊控制等，来提高汽机的控制精度和稳定性。除了设计优化外，还可以通过选择合适的减震材料和结构等方法，来减少振动对汽机的影响。例如，可以选择具有较高阻尼性能的材料，如金属、橡胶等，来吸收和分散振动能量，从而减少振动对汽机的直接影响。被动振动控制和主动振动控制可以联合应用，以更全面地控制汽机的振动问题。可以在汽机上安装被动减震装置，同时配合使用主动控制方法，如振动传感器、控制器等设备，通过计算机控制系统来实现对振动的实时监测和控制。最后，应加强人员培训和操作规范，确保操作人员能够正确地操作和维护汽机，避免人为因素导致的振动问题。同时，还应定期进行培训和考核，提高操作人员的技能水平和管理水平。

结语

随着科学技术的不断发展，机组振动问题也越来越复杂，因此需要采取更加有效的措施来解决振动问题。在实际工作中应该加强对汽机运行过程中的振动问题分析、诊断和处理技术的研究与探索，从而保证机组运行安全可靠、稳定高效。

参考文献

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