汽轮机异常振动原因分析及解决方法

汽轮机异常振动原因分析及解决方法摘要：在电厂设备中，汽轮机是重要的发电系统组成部分，对于系统运行的安全性以及稳定性有着至关重要的作用，对此在实际的运行中，汽轮机的一些故障也就备受关注，其中汽轮机异常振动是其中常见的一种故障类型，对此故障我国政府业出台了相应的政策，以此更好的指引火电厂工作。在科技不断发展的大背景下，汽轮机技术不断成熟，但是仍旧会有异常振动的故障。基于此，文章从多角度对汽轮机自动控制系统异常振动原因进行分析，找出相应的解决措施，以此更好的促进汽轮机正常的运转。关键词：火电厂；汽轮机；振动分析；排除方法引言近几年，随着社会经济的快速发展，我国火电厂行业取得较大的发展，伴随着国民经济的不断发展，在电力系统运行中，汽轮机发挥着至关重要的作用，汽轮机的应用范围越来越广泛，在运行领域已经逐渐取代了传统的机械设备，但是汽轮机运行却存在一定问题。在电厂发电过程中，如果汽轮机出现故障或者其他异常现象，将对电力生产以及人身安全产生重大影响。所以，我们必须重视汽轮机的故障保护策略，以此保证汽轮机运行的稳定性与安全性，文章从多个角度与层面就汽轮机异常振动分析与排除方法进行分析具有现实意义。1、汽轮机的振动概念及振动种类汽轮机的振动是指汽轮机某部件与其固定的平衡位置件发生偏离，导致部件势能和动能出现不平衡并出现连续的反复运动称为振动，振动多是因轴系的不稳定从而对其他部件造成的。若汽机振动过大，会对转子、油系统、凝汽器带来冲击和影响，严重时会损坏转子，甚至导致火灾等安全事故。汽轮机振动的大小可以从相位、频率、方向、振幅等几个方面进行描述。汽轮机振动过程中振动信号的最大值与转子某一点的相对位置称为相位。汽轮机在特定时间内的振动次数称为频率。而振动方向包括切向、轴向、扭转及复合四种类型。2、汽轮机异常的原因分析2.1汽轮机持续运行导致的振动汽轮机在运行过程中可能会出现缸胀不均匀、油系统温度下降、蒸汽质量下降和真空度下降等现象，这些都会导致汽轮机的异常振动。例如，运行过程中振动值处于合格数值范围内的汽轮机，经历过停机大修再次重启初期，汽轮机一号轴承附近振动数值开始上升，但随着功率提升振动逐渐恢复正常，这种振动就是受蒸汽品质的影响造成的激振。在小流量工况下，流场不稳定可能产生与转速频率不成倍数的多种频率激振力，这种激振力会使得调频合格的叶片也产生比较大的动应力。如果叶片和流通部件存在结垢，那么汽流不均匀引起的激振力将进一步增大。2.2气流激振引发的异常振动气流激荡引发的振动是汽轮机异常振动的主要原因之一，气流激振具有以下两种特征。第一，气流激振低频分量值异常增大；第二，激振伴随着运行参数的突然变化。引起气流激振的可能性由很多，如静叶出口汽流不均匀引起的激振力;喷嘴调节、回转隔板和部分进汽级静叶片出口汽流不均匀引起的激振力。也可能是汽机负荷参数的设置不合理，或供汽方式错误造成的。振动故障诊断需要在振动问题表现出来以后才能进行，有些振动故障需要针对各个窗口下汽轮机振动记录信息进行分析，有的则需要进行相应的振动试验以后才能判断汽轮机的气流激荡现象。2.3转子热变形引发的异常振动由于汽轮机转子锻件的径向纤维组织无法达到绝对的均匀，这就使得组成转子的材料在物理特性上存在不同程度的各向异性。汽轮机转子长时间处于高温环境中，其材质的各向异性将会被放大。当转子受热以后，转轴将会产生不均匀的轴向或径向膨胀，若转子制造工艺差导致各向异性严重时，就会引起转子出现热弯曲从而导致不平衡振动。热不平衡振动的大小与转子的受热状态有直接的关系，当汽机温度异常导致出现温差时，转子制造过程中残留的内应力将不断释放，在汽轮机气缸进水、气缸中进入冷空气造成摩擦等极端情况下，转子的变形量甚至可能超过材料的屈服极限而发生永久变形。2.4摩擦振动引发的异常振动在汽轮机的运行中，摩擦无法避免，尤其在汽轮机组的长时间运行下各零部件都会存在不同程度的摩擦，引起汽轮机的异常振动。通常由摩擦所导致的汽轮机振动对汽轮机的正常运行影响不大，甚至可能在摩合过程中逐渐消除。但由摩擦产生的热量也可能导致转子发热变形，从而间接导致汽轮机的异常振动。由于振动系统的非线性特性，摩擦引发的异常振动会出现一些较为丰富的低频及高频分量。汽轮机摩擦引发振动也会影响波动，长时间波动会加重摩擦，增加汽轮机振幅。摩擦振动会导致汽轮机降速通过临界点时转子振动较高，使得汽轮机停机后仍能测得转子晃动的情况。3、 汽轮机异常振动的故障检查步骤汽轮机组在运行过程中可能会时常出现异常振动情况，引发振动的原因复杂而多样。面对汽轮机发生振动时，常规的检查步骤如下：首先，监视汽轮机的振动频率。在汽轮机组的运行过程中汽轮机会发生振动，如振动频率变化缓慢且在可控范围内，则还有观察的时间逐步分析判断。如汽轮机组的振动幅度变化过大，需要立即采取措施；第二，检查汽轮机的振动相位。具体可通过测量和确认汽轮机的振动相位与相邻死点或相邻轴承相位的关系来确定汽轮机的振动的真实状态;最后，检查汽轮机的振动稳定性。如汽轮机振动呈现急剧上涨趋势，则极易引发异常振动故障，需立即做出改变机组状态的决定。在汽轮机异常振动检修完成后，应根据汽轮机的运行状况进行追踪复修，实现闭环管理，才能切实保证汽轮机安全稳定运行。4、 汽轮机常见异常振动的的排除处理分析首先，油膜振动检修。为了防止油膜引起的汽轮机异常振动问题，就需要使汽轮机中的转子和轴承之间可以协调运转。尤其是在汽轮机启停和运行过程中，必须严格依照相关要求和规定进行操作，并且对汽轮机运行状况进行记录，并且应该及时更换蓄电池给足油量，此外，油膜是汽轮机的关键部分，必须遵循一定的原则对油膜进出口进行定期检查，及时清理汽轮机的各个部件，防止灰尘、杂物进入到汽轮机进出口内，加大各个部件的磨损程度。着重检查压力、轴承温度以及进出口的油压上面，如果发生运转部件出现异常现象或者振动等情况需要记录下来，针对停车装置活塞被卡以及喷油齿轮咬紧等问题，及时调整调压法或者进行更换，还可以使用适当的力量敲打油缸。另一方面，气流激振的检修方法。引起汽轮机启动时曲轴转动振动的原因有很多，应该综合分析与考虑汽轮机曲轴转动不发火的因素，然后对排出油箱内的气体进行检查，检测排出油箱输送泵是否存在问题，再次检查蓄电池和安装方向是否存在错误。此外，对机组的振动数据进行全面记录，然后观察其振动的变化特征与规律，然后进行一次氧化安定性测试，在保证油质符合要求之上，再采用连续喷油的方式，以此保证各个部件的润滑度，通过这种方式避免气流激振的产生。其次，转子热的振动检修处理。汽轮机是在蒸汽环境下进行工作的，针对汽轮机运转声响大的问题，应该进行停车检查，维修人员应该对松动部件进行紧固处理。由于汽轮机长时间在高温高压环境下运转，转子是汽轮机的关键部件，直接影响着汽轮机的运行状况，因此必须重点加强对转子的维修检查，一个细微的故障也可能给汽轮机运行带来安全隐患。做好汽轮机常见故障的处理方法和检修管理工作，检查汽轮机部件的高温程度，避免转子的热振动现象，不仅可以降低汽轮机发生故障的几率，还可以保证发电系统的安全运行。结束语综上所述，火电厂行业与我国国民经济的发展息息相关，是我国重要的支柱性产业，汽轮机在发电系统中占据着十分重要的作用。当前，汽轮机运行还存在一定问题与故障，严重影响着发电系统的运行效率与安全，基于此，文章从多