唐昊

(阜新金山煤矸石熱電有限公司  遼寧省單新市  123000)

摘要：為了保障城市經(jīng)濟的發(fā)展與居民用電的穩(wěn)定，加強汽輪機組日常保養(yǎng)與堆護，保障城市供電已經(jīng)成為了火力發(fā)電廠維護部門的重要任務。文章就汽輪機異常振動的原因進行了分析與故障的排除，在振動測方面應做的工作進行了簡要的論述。

關鍵詞：汽輪機;異常振動;故障排除;抓動監(jiān)測;汽流激振現(xiàn)象

前言

對轉(zhuǎn)動機械來說，微小的振動是不可避免的，振動幅度不超過規(guī)定標準的屬于正常振動。這里所說的振動，系指機組轉(zhuǎn)動中振幅比原有水平增大，特別是增大到超過允許標準的振動，也就是異常振動。任何一種異常振動都潛伏著設備損壞的危險。比如軸系質(zhì)量失去平衡(掉葉片、大軸彎曲、軸系中心變化、發(fā)電機轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水路局部堵塞等)、動靜磨擦、膨脹受阻、軸承磨損或軸承座松動，以及電磁力不平衡等等都會表面在振動增大，甚至強烈振動。而強烈振又會導致機組其他零部件松動甚至損壞，加劇動靜部分摩擦，形成惡性循環(huán)，加剖設備損壞程度。異常振動是汽輪發(fā)電機運轉(zhuǎn)中缺陷，隱患的綜合反映，是發(fā)生故障的信號。因此，新安裝或檢修后的機組，必須經(jīng)過試運行，測試各軸承振動及各軸承處軸振在合格標準以下，方可將機組投入運行。振動超標的則必須查找原因，采取措施將振動降到合格范圍內(nèi)，才能移交生產(chǎn)或投入正常運行。

1.機組異常振動原因

汽輪機組擔負著火力發(fā)電企業(yè)發(fā)電任務的重點。由于其運行時間長。關鍵部位長期磨損等原因，汽輪機組故障時常出現(xiàn)，這嚴重影響了發(fā)電機組的正常運行。汽輪機組異常振動是汽輪機常見故障中較為復雜的一種故障由于機組的振動往往受多方面的影響，只要跟機本體有關的任何一個設備或介質(zhì)都會是機組振動的原因，比如進汽參數(shù)、疏水、油溫、油質(zhì)等。因此，針對汽輪機異常震動原因的分析就顯得尤為重要，只有查明原因才能對癥維修。針對導致汽輪機異常振動的各個原因分析是維修汽輪機異常振動的關鍵。

2汽輪機組常見異常震動的分析與排除

引起汽輪機組異常振動的主要原因有以下幾個方面，汽流激振轉(zhuǎn)子熱變形、摩擦振動等。

2.1汽流激振現(xiàn)象與故障排除

汽流激振有兩個主要特征：一是應該出現(xiàn)較大量值的低頻分量;二是振動的增大受運行參數(shù)的影響明顯，且增大應該呈突發(fā)性，如負荷。其原因主要是由于葉片受不均衡的氣體來流沖擊就會發(fā)生汽流激振;對于大型機組，由于末級較長，氣體在葉片膨脹末端產(chǎn)生流道紊亂也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象;軸封也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象。針對輪機組汽流激振的特征，其故障分析要通過長時間的記錄每次機組動的數(shù)據(jù)，連同機組滿負荷時的數(shù)據(jù)記錄，做出成組曲線，觀察曲線的變化趨勢和范圍。通過改變升降負荷速率，從5T/h到50T/h的給水量逐一變化的過程，觀察曲線變化情況。通過改變汽輪機不同負荷時高壓調(diào)速汽門重調(diào)特性，消除氣流激振。簡單的說就是確定機組產(chǎn)生汽流激振的工作狀態(tài)，采用減低負荷變化率和避開產(chǎn)生汽流激振的負荷范圍的方式來避免汽流激振的產(chǎn)生。

2.2轉(zhuǎn)子熱變形導致的機組異常振動特征、原因及排除

轉(zhuǎn)子熱變形引發(fā)的振動特征是一倍頻振幅的增加與轉(zhuǎn)子溫度和蒸汽參數(shù)有密切關系，大都發(fā)生在機組冷態(tài)啟機定速后帶負荷階段，此時轉(zhuǎn)子溫度逐漸升高，材質(zhì)內(nèi)應力釋放引起轉(zhuǎn)子熱變形，一倍頻振動增大，同時可能伴隨相位變化。由于引起了轉(zhuǎn)子彎曲變形而導致機組異常振動。轉(zhuǎn)子永久性彎曲和臨時性彎曲是兩種不同的故障，但其故障機理相同，都與轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心類似，因而都會產(chǎn)生與質(zhì)量偏心類似的旋轉(zhuǎn)矢量激振力。與質(zhì)心偏離不同之處在于軸彎曲會使兩端產(chǎn)生錐形運動，因而在軸向還會產(chǎn)生較大的工頻振動。另外，轉(zhuǎn)軸彎曲時，由于彎曲產(chǎn)生的彈力和轉(zhuǎn)子不平衡所產(chǎn)生的離心力相位不同，兩者之間相互作用會有所抵消，轉(zhuǎn)軸的振幅在某個轉(zhuǎn)速下會有所減小，即在某個轉(zhuǎn)速上，轉(zhuǎn)軸的振幅會產(chǎn)生一個凹谷，這點與不平衡轉(zhuǎn)子動力特性有所不同。當彎曲的作用小于不衡量時，振幅的減少發(fā)生在臨界轉(zhuǎn)速以下;當彎曲作用大于不平衡量時，振幅的減少就發(fā)生在臨界轉(zhuǎn)速以上。針對轉(zhuǎn)子熱變形的故障處理就是更換新的轉(zhuǎn)子以減低機組異常振動。沒有了振動力的產(chǎn)生機組也就不會出現(xiàn)異常振動。

2.3摩擦振動的特征、原因與排除

摩擦振動的特征：一是由于轉(zhuǎn)子熱彎曲將產(chǎn)生新的不平衡力，因此振動信號的主頻仍為工頻，但是由于受到?jīng)_擊和一些非線性因數(shù)的影響，可能會出現(xiàn)少量分頻、倍頻和高頻分量，有時波形存在削頂+現(xiàn)象。二是發(fā)生摩擦時，振動的幅值和相位都具有波動特性，波動持續(xù)時間可能比較長。摩擦嚴重時，幅值和相位不再波動，振幅會急劇增大。三是降速過臨界時的振動一般較正常升速時大，停機后轉(zhuǎn)子靜止時，測量大軸的晃度比原始值明顯增加。摩擦振動的機理：對汽輪機轉(zhuǎn)子來講，摩擦可以產(chǎn)生抖動、渦動等現(xiàn)象，但實際有影響的主要是轉(zhuǎn)子熱彎曲。動靜摩擦時圓周上各點的摩擦程度是不同的，由于重摩擦側(cè)溫度高于輕摩擦側(cè)，導致轉(zhuǎn)子徑向截面上溫度不均勻，局部加熱造成轉(zhuǎn)子熱彎曲，產(chǎn)生一個新的不平衡力作用到轉(zhuǎn)子上引起振動。

3如何查找汽輪機的異常震動

生產(chǎn)中經(jīng)常遇到瓦蓋振、軸振的異常變化，引起振動異常的原因很多。根據(jù)振動產(chǎn)生的集中原因，在查找振動主要來源時要注意下面幾個要素：振動的頻率是1X,2X等。振動的相位是否有變化及相鄰軸承相位的關系。振動的穩(wěn)定性如何(指隨轉(zhuǎn)速、負荷、溫度、勵磁電流、時間、等的變化是否變化)。例如汽輪機轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡會有下列現(xiàn)象：升速時振動與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，轉(zhuǎn)速高振動大。特別過臨界時振動比以往大得多。振動的頻率主要是1X。振動的相位般不變化及相鄰軸承相位出現(xiàn)同或反相，振動的穩(wěn)定性好(在振動沒有引起磨擦的情況下)，且重復性好，根據(jù)振動特征與日常檢測維修記錄多方面分析，找出故障原因最終排除。另外對于一些原本設計上有通病的機組，要做好心理準備并牢記其故障點，一旦出現(xiàn)情況首先要檢查設計缺陷部件。

4.在振動監(jiān)測方面應做好的工作

目前200MW及以上的機組大都裝設了軸系監(jiān)控裝置，對振動實施在線監(jiān)控，給振動監(jiān)測工作創(chuàng)造了良好的條件。其他中小型機組有的雖裝有振動監(jiān)測表，但準確度較差，要靠攜帶型振動表定期測試核對，有的機組僅靠推帶振動表定期測試記錄。對中小型機組的振動監(jiān)測工作，一般都比較薄弱，不能堅持定期(每周、每10天等)測試或測試記錄不全不完整等等，不利于有關振動規(guī)定的認真執(zhí)行。因此電廠應明確規(guī)定測試振動的周期，給汽機車間專業(yè)人員和運行現(xiàn)場配備較高精密度的振動表，并建立專業(yè)人員保存的和運行現(xiàn)場保存的振動測試登記簿，按規(guī)定周期測試并將測試結果記入登記簿。測試中發(fā)現(xiàn)振動比上次測試結果增大時，專業(yè)人員應及時向領導匯報，并分析振動增大原因，研究采取措施，必要時增加振動測試次數(shù)，以監(jiān)測是否繼續(xù)增大。運行中如發(fā)現(xiàn)機組振動異常時，應立即使用現(xiàn)場保管的振動表進行測試，如振動比上次測試結果增加了0.05mm時，應立即打閘停機。如振動增加雖未達到0.05mm，但振動異常時聽到機組有響聲(如掉葉片等)，或機內(nèi)聲音異常時，也應停機進行檢查。對一般的振動增大，也應向車間匯報，以便組織分析原因，采取措施。

5結論

總之，機組振動測試結果是研究分析機組運行狀況的重要技術依據(jù)。多年來，不少機組因振動大而拖延了投產(chǎn)期和檢修期。對生產(chǎn)運行來說，接收了振動符合標準的機組以后，還必須加強振動監(jiān)督，對振動監(jiān)測做到制度化、經(jīng)常化，必須在機組振動突然增大達到規(guī)程規(guī)定值時，及時果斷地將機組停運，防止擴大損壞或?qū)φ駝与m然增大，但尚未達到規(guī)程規(guī)定緊急停機數(shù)值的異常現(xiàn)象。及時對比分析，查找原因，并采取措施防止設備損壞事故的發(fā)生。

參考文獻：

[1]趙珣.汽輪機振動大的原因分析及其解決方法[J].中國高新技業(yè),2009(16):173-174.

[2]溫瑞峰.汽輪機振動大的原因分析及解決辦法[J].工程技術：引文版,2016(7):80-80.