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汽轮机产生振动的原因及应对措施

  • 投稿小白
  • 更新时间2015-09-22
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柳进波

(大唐武安发电有限公司,河北 武安 056300)

【摘 要】随着社会经济不断发展,我国各领域取得了进一步发展,对电力能源的需求量日渐增加,汽轮机作为热电厂供电的关键,在确保系统稳定运行等方面具有十分重要的作用,但是,由于受到外界环境、运行时间等因素的影响,使得汽轮机极易产生振动,在一定程度上影响了供电稳定性,本文将对汽轮机振动的主要因素及振动产生的危害进行分析和研究,并提出应对汽轮机产生振动的有效措施,从而为提高热电厂供电可靠性提供参考

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关键词 汽轮机;振动;原因;应对措施

0 前言

近年来,国民经济蓬勃发展背景下,我国热电厂在迎来更多发展机遇的同时,社会对供电稳定性提供了更高的要求,汽轮机作为热电厂设备的重要组成部分,其运行状态好坏直接影响供电可靠性,如果汽轮机发生振动,零部件会受到极大的损伤,严重情况下导致供电中断。因此,加强对汽轮机振动原因及对策的研究具有现实意义。

1 汽轮机振动的主要因素

1.1 设计制造因素

汽轮机在运行过程中,设备工作量较大,长期处于高速旋转状态,极易出现运行不良现象,例如:转子与旋转中心偏离等,导致转子不平衡产生一定的离心力,轴承发生振动,进而带动整个汽轮机出现振动,如果离心力在一定范围内,振动幅度相对较小。严重情况下,汽轮机振动幅度大,究其根本,主要是汽轮机在生产过程中,设备精度没有达到标准,或者转子安装方面的问题。

1.2 油膜因素

通过对汽轮机运行情况调查研究发现,转子与轴承之间存在油膜,当设备高速旋转时,会出现稳定性不佳造成油膜自激振荡,一方面,设备在稳定运行情况下,转子围绕着轴线轨道运行,另一方面,设备失衡状态下,转子在旋转的同时,也会围绕平衡点涡动,其频率基本是转子转速的1/2,一旦涡转与转子转速重合,那么转速就会受到共振的影响,出现激励振动[1]。

1.3 气流因素

叶片作为设备的一部分,在受到气体的冲击后会出现汽流振动,特别是对于大型机组而言,其末级叶片较长,且易发生膨胀,进而会导致流道混乱,此外,轴封也是影响汽流激振的因素之一,当机组负荷超过承受标准后,轴振动频率较大,相对应的,负荷小于承受标准后,振动幅度也会随之降低。

1.4 人为因素

安装及检查过程作为热电厂日常工作的一部分,如果操作不当也会对汽轮机产生一定影响,设备两端之间的协调需要轴承给予一定的支撑,势必会出现零部件难以正常工作现象,影响设备稳定运行,从而引起汽轮机振动。

2 汽轮机振动产生的危害

汽轮机发电机组作为电厂发电系统的重要组成部分,一旦出现异常振动,对供电稳定性、工厂生产等方面都会产生极大的影响,其具体危害主要体现在以下几个方面:

首先,端部轴封磨损导致密封性降低,使得空气漏入到低压缸中,继而影响外漏汽,导致设备局部过热出现弯曲现象,蒸汽随之与润滑油结合,损坏油膜,并使得轴瓦钨金熔化,在很大程度上影响机组安全性。

其次,隔板汽封磨损,严重情况下,会瞬间增加漏汽,而轴向力与漏汽程度成正比,使得轴向力也随之增加,熔化瓦乌金,影响设备稳定性。

最后,滑销系统作为设备不可缺少的一部分,不仅能够固定汽轮机汽缸及轴承外壳,还能够确保机组稳定运行,然而,长期运行情况下,滑销受到磨损,使得机组过热,系统不能够发挥有效调节作用,进而引发严重事故,对人身安全造成一定程度的威胁。因此,了解和明确汽轮机振动的危害,积极采取针对性措施调整和优化设备,确保其稳定运行显得尤为重要。

3 应对汽轮机产生振动的有效措施

3.1 选择优质设备,提高安装精度

针对设计制造因素引起的振动,要从设备采购入手,在设备选购过程中,除了结合自身需求之外,还需要加强对市场的考察,对产品的性能、质量及价格进行深入分析和研究,选择质美价廉的产品,并与产品生产厂家建立长期合作关系,为产品售后提供支持。

另外,在设备安装时,由于设备涉及零部件较多,为了能够确保设备发挥最大效能,需要重视对每一环节的管理,例如:叶片平衡测试等。国家要发挥宏观调控作用,加强对汽轮机设备生产的管理,加大对设备产品的检查力度,及时发现不合格产品,并予以重新生产,增强生产厂家质量意识,有效提高产品质量,从源头上解决这一问题,不仅如此,在设备安装后,进行运行监测试验,完善细节,确保试验结果与运行标准相符合,才能够正式投入使用,从而从源头上避免设计制造引起的振动。

3.2 结合设备情况,调整轴瓦间隙

针对油膜振动情况,可以结合实际情况,适当增加轴瓦比压,同时减少顶部间隙,通过这种方式,不仅能够有效降低油膜振动幅度,还能够提高设备运行稳定性;另外,还可以通过调整轴和轴瓦的接触角,来降低润滑油的动力粘度[2]。由于引起油膜振动的原因是运转不平衡,人员也可以利用平衡法,调整转子与轴承,确保二者之间的连续性,从而避免油膜振动对设备造成的不良影响。

3.3 重视日常检查,减少汽流震荡

日常检查和维护是避免汽轮机振动的有效途径,针对汽流激振问题,要加强日常检查和维护,结合电厂实际情况,制定科学、合理的维护和保养方案,为具体工作提供依据,更换老旧零部件,对个别零部件进行适当调整,及时发现汽流激振现象,结合其激振特点,将振动相关数据信息记录在案,例如:机组满负荷情况数据等,并对这些数据信息进行深入分析,观察曲线变化情况,找到故障发生的规律,采取针对性措施,调整负荷,确定负荷标准,以此来保障汽轮机稳定运行,避免设备振动造成的不良影响,主要操作步骤如下:确定设备工作状态——调整负荷变化率——确定负载范围,通过这种方式和方法,不仅能够有效避免汽流激振情况,还能够延长设备寿命。

3.4 加强安装和试验,提高设备质量

针对人为因素,在设备安装和检查过程中,要严格按照生产厂家的说明要求,并结合自身实际情况,对设备轴承的标高进行调整,保障轴承标高与设计图纸相吻合,避免轴承造成的设备振动问题,另外,设备在实际运行过程中,转子与汽缸之间会存在间隙,基于此,要在设备停止运行时,对膨胀差进行分析和研究,合理调整二者之间的间隙,避免由于二者间隙过大过小导致设备运行效率降低,不仅如此,还需要明确蒸汽参数,如:温度差、监视段压力等,加大控制力度,并在设备启动之前,对转子晃度进行监视,避免设备工作强度过大,从而为电厂稳定供电提供支持和帮助[4]。

3.5 加大培训力度,提高人员素质

操作人员作为汽轮机机组稳定运行的核心,其综合素质高低直接影响设备运行情况。因此,管理者要结合实际情况,制定科学、合理的培训方案,并加大培训力度,侧重在专业知识和设备操作等方面的教育,提高人员专业技能,并积极落实责任制,为操作人员开展工作提供依据,有效落实定期检查和维护工作,及时发现问题,并采取针对性措施,加以调整和优化,从而保障供电系统稳定、有序运行[5]。

4 结论

根据上文所述,汽轮机作为热电厂的核心设备,其运行状态好坏直接影响供电稳定性。因此,相关人员要了解和明确引起汽轮机振动的因素,并采取有效措施,加强日常检查、提高安装水平,加大人员培训力度,从而避免停机事故,提高运行效率。

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参考文献

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[2]赵志中,李英,付开慧.600MW机组轴瓦挡油环断裂原因分析及处理措施[J].内蒙古电力技术,2012,20(05):12-14.

[3]褚福磊,王庆禹,卢文秀.用声发射技术与小波包分解确定转子系统的碰摩位置[J].机械工程学报,2011,10(8):158-159.

[4]周晓军,杨辰龙,庞茂.基于信息谱熵的支持向量机机械状态识别[J].传感技术学报,2013,14(01):265-267.

[5]贾洪钢,李威,张建宇.计算分析排汽压力变化对汽轮机运行性能的影响[J].赤峰学院学报:自然科学版,2009,12(05):123-125.

[责任编辑:邓丽丽]