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摘要:我国经济的快速发展对我国电力供应提出更高的要求。为保障城市经济的发展与居民用电的稳定,加强汽轮机组日常保养与维护,保障城市供电已经成为了发电厂维护部门的重要任务。汽轮机组作为发电厂重要组成部分其异常振动对于整个发电系统都有着重要的影响,就汽轮机异常振动的分析进行简要的论述。
关键词:汽轮机;异常振动;分析
1汽轮机概述
汽轮机又被称为蒸汽透平,是一种可以将蒸汽热能转换成机械能的旋转式动力机械设备。其常被作为发电机组使用,有时也被当做压缩机、风机等的驱动装置使用。
1.1工作原理。汽轮机的具体工作原理是当来自于锅炉中的蒸汽进入到汽轮机以后,蒸汽会按照一定次序经过机组内的喷嘴和动叶,同时将蒸汽本身的热能逐步转化为供汽轮机转子旋转的机械能。
1.2结构部件及配套设备。汽轮机通常都是由两大部分组成,一部分是转动部分,即转子,主要部件有联轴器、叶轮、主轴以及动叶片等;另一部分是静止部分,即静子,具体部件包括汽缸、轴承、隔板、汽封、静叶栅以及进汽部分等。由于汽轮机一般都是在高温和高压的条件下以较高的转速进行工作的,所以其属于精密类重型机械设备,与之配套的设备主要有锅炉、发电机、加热器、凝汽装置以及泵等。
1.3汽轮机的特点。与传统的往复式蒸汽机相比较,汽轮机具有蒸汽流动速度高、连续性好、单位面积中所能经过的蒸汽流量大等优点,所以其能够发出的功率要远远大于往复式蒸汽机。对于大功率的汽轮机来讲,可采用较高的蒸汽温度和压力,故此其热效率也相对较高。自汽轮机问世以来,很多专家学者都将研究的重点放在提高汽轮机的安全性、可靠性以及耐用性等方面上。伴随着科技水平的不断提高,现如今的汽轮机在整体性能已经非常优良,并且已成为各大热电厂中重要的发电机组。
2关于汽轮机组常见异常震动的成因分析
2.1在发电系统工作模块中,汽轮机是重要的部件,通过对故障率的控制,有利于提升该系统的效益,影响该模块的因素是非常多的,比如设备的运行时间、关键部位的使用模块等,正是由于内外因素的影响,汽轮机组会产生一系列的故障,从而不利于发电机组的有效工作。在汽轮机工程模块中,异常振动是普遍存在的问题,而影响这一模块的因素是非常多的,这就需要进行不同工作设备及其介质的分析,进行机组振动方案的优化,这涉及到疏水模块、油温模块、油质模块等环节的控制,针对汽轮机异常振动情况,展开优化保证相关故障的解决,提升其维修效益。
2.2通过对汽轮机组汽流激振特点的分析,可以得知其故障的分析需要经过一个比较长的时间,从而进行机组振动数据的深入研究,保证机组负荷情况数据的积极分析及其应用,通过对曲线的变化程度及其范围的分析,进行升降负荷速率的优化,保证其给水量的控制。
通过对机组异常振动情况的分析,可以得知转子热变形情况是影响该问题的重要因素,通过对振动特征的分析,更有利于实现转子工作模块的控制,因为转子温度及其蒸汽参数影响了转子热变形模块的有效开展,这主要产生于机组的冷态启动模块,在该模块下,转子的温度会不断得到提升,其内部的材质内应力会产生改变,从而产生一系列的转子热变形情况,也就导致其一倍频振动的增大,不利于其相位变化的控制,影响了转子弯曲变形的有效控制,这也需要进行机组异常振动模块的分析,进行不同工作故障的解决。
相对于质心偏离情况,其轴弯曲会产生一系列的锥形运动情况,也就会导致其轴向的变化,进而产生一系列的工频振动,这就需要转轴弯曲的控制,进行弯曲弹力的控制,保证其转子的有效平衡性,从而满足当下离心力相位的工作需要,进行不同者的相互作用的抵消,保证转轴振幅的控制,实现其转速的减少,保证转轴振幅的优化。
2.3通过对摩擦振动特点的分析可以得知,受到转子热弯曲情况的影响,其不平衡力是普遍存在的,这与其振动信号的主频是密切相关的,这也受到其冲击模块及其非线性因素的影响,导致其出现高频分量情况、倍频等的情况,从而影响了当下工作模块的开展。发生摩擦时,振动的幅值和相位都具有波动特性,波动持续时间可能比较长。摩擦严重时,幅值和相位不再波动,振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大,停机后转子静止时,测量大轴的晃度比原始值明显增加。
3震动故障解决措施
3.1机组运行中产生的振动
如果汽轮机在正常运行中出现振动加剧的情况,应对汽轮机内部发出的声音进行仔细倾听,并加强对蒸汽参数、气缸温度、真空值、轴承温度、轴向位移以及润滑油温和油压等的监视,找出具体原因后,采取相应的措施予以解决;
如果汽轮机在启动升速或是带负荷运转的过程中出现剧烈震动,并且能够清楚地听到通流或轴封位置有摩擦声时,必须立即进行停机检查。若仅是振动稍大,则可通过降低转速或负荷的方法予以解决,直到振动恢复正常为止,同时应保持在这一转速及负荷下运行一段时间后,再进行提速或增大负荷。若是这样仍无法完全消除振动的话,必须立即进行停机直至查明原因并解决后方可开机运行。
如果汽轮机在正常运行过程中出现异响或是非正常振动,应当先采取降低负荷的方法看能否完全消除振动和异响,若是能够消除则表明机组本身无异常。要是振动过于强烈并伴随有金属摩擦声,必须采取破坏真空紧急停机,否则很容易引起严重事故。
3.2针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动,没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。
3.3平时定时对汽轮机组进行维护,并对留意是否存在不和谐的机件摩擦声,确保及时发现问题并对相应机件进行维修或更换,避免因摩擦振动引起的机组运行故障。
3.4通过控制机组运行中干扰力的产生。主要是维持转子运行过程中速度和润滑油膜的粘度保持正比关系,避免大的扰动里将油膜破坏,从而杜绝发生低频振动。其归纳为以下几种具体措施:
通过对机组中高低压转子动平衡测试,已经在线调整机组中心位置,保证机组旋转部分的良好转动性能,从而降低振动;增加机组对轮之间连接的刚度,避免机组负荷变化而产生的冲击,通过改进机组对轮连接时紧固的方式方法,采用长伸长量螺栓同时紧固时采用电动液压扳手进行反复转圈紧固,保证对轮连接强度,避免运行中振动导致框量的产生;遇到机组大修的情况可反复调整高中压转子动静部分的间隙,务必使其保持一致,从而可以有效的减小气流冲击作用,使气流对转子各个方向的作用效果相同,从而不会产生扰动力,保持转子的平稳运转。
3.5利用传感器进行有效的保护。汽轮机振动监视和保护系统以及由其所组成的信号报警系统和保护控制系统,是保护汽轮机安全运行的重要设备。机组应装设振动保护装置,当振动超过极限值时,发出脉冲信号去驱动保护控制电路,自动关闭主汽门,实行紧急停机,并通知工作人员,以保护机组安全。随着机组容量的增大,汽轮机安全监视和保护就显得更加重要,同时对汽轮机的安全监视和保护装置动作的准确性和可靠性也提出了更高的要求。
4结论
汽轮机异常振动时汽轮机运行过程中不可避免的故障,同时也是较为常见的故障。在进行此类故障排除时,不能急于拆解机组,首先要根据故障特征进行故障分析,确定故障点后查看机组维修记录,确认故障点零部件情况。如故障点零部件为刚刚检修过并更换,因再次确认故障点,确认为改点后进行拆解。一般来讲短期内进过维护保养的部件出现故障的几率远远小于维护时间长的部件。因此,在进行汽轮机异常振动原因分析时要格外注意。
参考文献:
[1]陈有利.发电机组常见故障检测与排除[J].电力信息,2005(12)
[2]张阳.发电机组异常振动原因探析[J].电力科技,2006(4)