(新疆生产建设兵团红星发电有限公司新疆哈密839000)
摘要:汽轮机是三大主机设备中最精密的,在调试和日常运行中,任何一个小的扰动都可能引起汽轮机的振动异常,本文将就汽轮机调试中振动进行浅析,并提出相应的预防措施。
关键词:振动;调试;处理
0引言
汽轮机作为电厂的关键设备,近年来向着高参数、高容量、高效率发展,而与“三高”伴随的是高造价,昂贵的汽轮机容易产生各种故障,如得不到及时处理,可能引发各种事故。振动是衡量汽轮机安装和调试成果的一项重要指标,也是汽轮机机组最常见的一种故障现象,通过汽轮机振动,人们可以提前发现一些汽轮机故障。本文将结合具体的汽轮机振动原因深层次分析汽轮机振动的机理,并提出有效的解决措施。
1汽轮发电机轴系振动监测与诊断
一般情况下,转机的损坏程度可以从振动上反应出来。振动曲线中包含着丰富的机组运行状态数据,机组运行状态发生改变,它的振动曲线也随之发生变化。对机组的轴振系统进行检测,并采取科学的方法进行数据分析,可以找到反应机组运行工况的信息。振动监测由振动数据采集和数据分析两部分组成,采集的数据主要包括:振动值、振动趋势、振动曲线、频率、轴心轨迹、偏心等参数。
1.1振动测量原件
振动测量原件一般分为三种分别是电涡流位移传感器,速度传感器、加速度传感器三种。传感器在日常运行中易受外部环境的干扰,正确地安装传感器才能保证测量效果。在电涡流传感器的使用过程中还必须考虑环境温度的变化:一般电涡流传感器的最高允许温度为180℃,国产的电涡流传感器不允许超过120℃,但是在实际运行中,当外部环境温度超过70℃时就可能导致传感器灵敏度下降或传感器过热损坏。所以一般高中低压缸的振动测点一般都装在轴瓦内,而对于轴封处必须采用特质的高温型涡流传感器。
1.2振动标准
反应机组正常振动的基本参数有基频振幅、通频振幅、相位、轴承振动烈度等。机组运行中的振动对机组安全、人员职业安全、经济性都是不利的,人们采取多种措施,但是仍只能将振动控制在一定的范围内。机组的振动标准可以用来考核机组的整体安装工艺、安装质量、设计水平;另一个重要作用是保证机组安全运行,防止损坏设备。
美国西屋和GE公司轴承标准如下:
1.3机组振动故障诊断方法研究
机组的故障诊断一般分为在线诊断和离线诊断两种,在线诊断一般机组已经发生振动异常,时间上比较紧迫,需要专家根据现场的运行情况果断作出判断时,提出解决机组振动的方法;离线诊断时间上不是很紧迫,专家可将现场测量数据、信号带出现场,进行理论分析和模型建立。离线诊断深度比在线诊断大,在线诊断时限性更强。
汽机故障诊断的思路经历了寻找故障到振动原因分析到振动故障诊断三个阶段,三个故障诊断方法分别代表了不同的思路和方法。直接寻找故障存在一定的偶然性,因为汽轮机内部结构的复杂性,很多故障复杂多变,发生振动的原因可能是很多因素共同作用的一个结果。通过测试判断、数据分析对振动原因进行总结归纳,并就振动原因逐条分析判断,排除无关的要素,确定可疑的区域,这样做减少了在无关因素上浪费的时间,提高了查找故障的成功率。
2汽轮机振动产生的危害
汽轮发电机组是电厂发电系统中重要模块,其异常振动对整个发电系统安全稳定运行有很大影响,甚至会导致跳闸停机,损坏设备;对工厂生产和人们日常生活产生影响。机组的异常振动可对机组产生以下危害。(一)端部轴封磨损低压端部轴封磨损可造成密封作用破坏,使低压缸中漏入空气,所以破坏真空高压端部轴封磨损会增大高压缸向外漏汽,引发转子局部受热发生弯曲。蒸汽进入轴系中使润滑油内混入水分,对油膜造成破坏,并引发轴瓦乌金熔化。与此同时增大了漏汽损失,对机组的经济性造成影响。(二)隔板汽封磨损隔板汽封磨损严重的情况下,就会增加级间漏汽。使转子上的轴向力增大,导致推力瓦乌金溶化。(三)滑销系统磨损滑销系统一方面固定汽轮机气缸及轴承外壳:另一方面在受热或冷却的过程中,确保机组能够自由膨胀或收缩。滑销严重磨损的情况下,会对机组的正常热膨胀造成影响,从而导致更加严重的事故。从以上内容可看出,异常振动对于机组的安全运行有直接威胁。汽轮发电机组的振动是一个十分复杂的问题,导致振动的因素很多,而我们只要搞清楚导致异常振动的原因,找出异常振动的表现形式,总结经验加以分析,就可以有效地解决异常振动的问题。
3汽轮机安装调试中常见的振动原因分析与应对策略
(一)凝汽器颈部与低压缸排汽口连接问题
对于汽轮机的安装来说,其低压缸自身体积大,在与冷凝器的连接时,必须保证其安装的精密性,且不得受到任何外力的影响。在此过程中,保证安装环境的不受干扰是为了防止低压缸变形产生摩擦进而造成振动的产生。为了达到低压缸排汽口与凝汽器颈部的有效连接,在安装过程中应通过在低压缸架设百分表来监测焊接时产生的变形量,以保证凝汽器颈部与低压缸排汽口的连接质量。
保证轴承座的安装质量在汽轮机基础放线、垫铁基础研磨、垫铁布置、台板就位后,就可以进行轴承座的安装工作了。在安装过程中必须按照图纸技术要求及现行相关规范严把质量关,必要时进行多次测量,以求其加权平均值。特别注意:轴承座几何中心必须与轴颈承力中心重合。另外,还要保证汽轮机和发电机转子两端支持轴承的标高符合图纸规范要求,以使两端轴承的负荷分配合理。
(三)轴承与转子安装找中
应用于汽轮机的转子轴承都是可倾瓦式,这种转子轴承在防止油膜振荡,在保证运行稳定上有着突出优势。对于转子安装找中而言,进行转子扬度测量是确保整个轴系中心线处于同一垂直平面,且能形成一条无折点平滑连续曲线的前提。当其曲线达成时,就能有效减少汽轮发电机组运行时的振动,保证汽轮发电机组的正常运行。而有效调整轴瓦垫片对于转子安装找中也在着重要意义。可倾瓦式其自身的摆动自由度对于提高整个轴承的支撑柔性,缓冲转子轴承在运行中产生的振动能量上,有着良好的性能表现。基于此,对于汽轮机的轴承安装重点在于确定轴承盖与轴瓦间的紧力是否达标。由于紧力直接影响着轴承盖的受力情况,尤其是对于球面轴承而言,其自身不具备自动调位功能,当紧力过大极易造成轴承盖变形情况的产生。而紧力过小则会直接影响汽轮机组部件间的连接度,造成振动的产生。而紧力因素对于轴承的刚度也有直接影响,当刚度不达标时,汽轮机组对于激振力的抗振能力也就会减弱,即容易造成大振动,所以对于轴承安装来说,连接螺栓的安装紧固度很重要。
(四)滑销系统间隙调整
汽轮机在正常条件下运行时,缸体受到高温高压的作用,热膨胀较大,同时,汽轮机高中、低压缸分段布置,温差也较大。为保证汽机在热态能自由膨胀、在冷态能自由收缩,缸体中心与转子中心不产生偏移,汽机缸体上设计了很多滑销,以引导整个机组按预定方向自由膨胀或收缩,保证汽轮机动、静部分中心位置及各处间隙在膨胀过程中均能满足要求,以达到稳定。因此,在安装过程中,必须保证销与销槽的间隙在设计范围内,并且保证其滑动面的光滑平整。
4结束语
汽轮机振动表现是很多原因很多因素共同作用的结果,要消除汽轮机振动有时不是简单的处理一个诱因,所以针对汽轮机的振动原因采取的措施是否有效还需要依据故障诊断技术,综合各种原因找到引起汽轮机振动的真正原因。
参考文献:
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[2]张宝存.汽轮机安装中几种振动原因及预防对策[J].安装,2010,08:25-27.