汽轮机振动故障的原因分析与处理思路构建

汽轮机振动故障的原因分析与处理思路构建

福建福清核电有限公司福建福清350318

摘要:随着时代的进步和发展,人们对电力的需求在逐渐增加,为了满足人们日益增长的电力需求,提升供电水平,保障供电稳定性是必不可少的。在供电系统中,汽轮机是十分重要的组成部分,要做好汽轮机的日常扬花与维修,减少汽轮机故障问题,才能确保电力系统的稳定性。本文主要就汽轮机振动故障的原因进行了分析,并阐述了相应的处理思路。

关键词:汽轮机;振动故障;处理思路

在电力系统应用和运行的过程中,汽轮机是不可获取的组成部分,其具有结构复杂、使用环境复杂等特点,所以有比较严格的使用安全要求。在实际应用的过程中,汽轮机十分容易产生故障和问题,汽轮机故障不仅会影响机器的正常运作,还会降低电力系统的稳定性和安全性。所以,一定要做好汽轮机故障检修和维护工作。在汽轮机运作的过程中,震动式不可避免的,如果震动大小保持在额定范围之内,则不会对汽轮机产生影响,如果超出合理范围,汽轮机则会出现故障问题。

一、汽轮机概述

汽轮机可以转化蒸汽能量,使其变为机械功能。其主要用于发电工程中,可以驱动风机、泵等设备。汽轮机最早出现在西方国家,与之相比我国应用汽轮机的时间较晚,最早出现在上海地区。随着时代的进步和发展,汽轮机在我国得到了广泛的应用,汽轮机的质量和性能也在不断的发展和完善。目前,汽轮机已经可以应用在核电站之中,对我国电力事业的发展起到了很大的推动作用。随着汽轮机应用数量的增加和应用范围的拓宽,汽轮机故障问题也随之出现,为了保障电力系统的安全运行,确保汽轮机的应用质量是必不可少的。因此,要做好汽轮机故障的检查与维修。

二、汽轮机振动故障的原因

(一)质量不平衡

最常见的引发汽轮机振动问题的原因就是转子质量不平衡问题。统计显示,该原因导致的振动故障占据了所有故障问题的80%左右,其余的故障原因也有一半与转子质量不平衡有关。可见,转子质量与汽轮机质量有直接关系。通常造成其质量不平衡的原因有很多,如设计、安装问题,材料不均匀等等。这些问题会导致转子惯性主轴偏离轴线,在实际转动的过程中,偏心质量会引发不平衡系的离心力,进而导致振动问题的出现。如果转子质量不平衡,则其横截面的质心连线与中心连线偏离,进而导致振动问题。

(二)转子热弯曲

在汽轮机实际运行的过程中,转子会受到热量影响出现弯曲现象,最终导致转子失衡。热弯曲也是比较常见的故障问题之一,导致该问题的原因有很多,常见的有汽轮机转子热弯曲和发动机转子热弯曲两种。前者主要由于转子材质、冷区系统等问题导致;后者由于内应力过大、零件衔接不匀等原因引起。

(三)液压设备渗漏

如果振动问题比较严重,则液压设备会受到振动影响,进而出现渗漏问题。由于设备材质原因,在设备制作时很容易产生难以察觉的缺陷问题,这些细小的缺陷会在设备长期运行的过程中逐渐恶化,进而导致外壳出现裂纹,最终引发渗漏问题。油动机是液压设备不可或缺的组成部分,如果液压油渗漏,不仅会损坏工作环境,还会降低汽轮机运行的安全性,进而影响电力企业的经济效益。

(四)动静碰磨

动静碰磨可以分为很多中,根据摩擦方向进行划分,可以分为两种,一种是径向碰磨,另一种是轴向碰磨。其中,径向碰磨还可以分为全周、部分碰磨等。导致该问题的原因主要是气缸跑偏、基础沉陷不匀、蒸汽温度变化剧烈等等。

(五)气流激振

气流激振是引发振动问题的主要原因,在机组实际运行的过程中,如果其受到气流的不均匀冲击,则会出现两种情况:第一种,汽轮机运行时容易受到各种因素影响,导致振动幅度加大,进而产生突发性振动问题;第二种,实际运行时,出现的低频分量较多,影响机组正常运行。造成该问题的原因主要由两点:首先,不均衡气流冲击机组;其次,如果大体积发电机内部的末级较长,则汽轮机叶片膨胀末端容易产生气流激振,最终导致较为严重的振动故障。

三、汽轮机振动故障的处理措施

(一)质量不平衡处理措施

可以采取以下措施解决质量不平衡问题:首先,提升技术人员的专业能力,做好设备的设计、制作、安装等工作,避免质量问题的出现;其次,做好材料的监管工作,严格把控材料质量,杜绝材料不均情况的出现;最后,在机组实际运行的过程中,要安排专门的技术人员空难告知转子平衡,做好机组工作情况的监控和管理,及时发现转子平衡问题,避免振动故障的出现。

(二)转子热弯曲处理措施

转子热弯曲问题的处理要根据不同的热弯曲类型采取不同的对策。针对汽轮机的转子弯曲故障,可以采取对转子热平衡处理的方式来避免热弯曲问题;针对发电机转子弯曲故障,技术人员要定期检查汽轮机内部堵塞情况,做好疏通工作,进而确保转子质量。如果由于短路原因引发热弯曲问题,可以进行电气设备实验,明确短路位置,然后才去有效的短路维修措施。

(三)液压设备渗漏处理措施

如果电力企业没有完善的液压设备渗漏控制技术,只能通过停止机组运行的方式来控制渗漏问题的恶化,停止后要对渗漏设备进行修补。然而,液压设备需要采用高质量的材料进行修补和焊接,现有的技术并无法满足实际应用所需要的气密性,传统焊接技术并不能处理渗漏问题,职能采取设备更换的方式进行处理,最终造成大量的成本消耗。随着技术的进步,高分子复合材料已经可以应用在液压设备的中,可以利用该材料进行设备的修补。

(四)动静碰磨处理措施

如果出现动静碰磨问题,可以现场对轴振动进行控制,进而保障机组运行的安全性。出现碰磨问题时,技术人员要合理控制机组转速,避免大轴弯曲问题的出现。如果轴转速地域临界值,要将机器体制,整修记住。如果超过临街转速,则可以根据振动情况适当运作,通过运作磨合出适当的间隙,进而增加运转速度。如果超过振动可控范围,一定要及时停止运作。

(五)气流激振处理措施

技术人员可以根据机组负荷情况对故障进行分析,通过调整高压调速气门的方式来控制气流激振问题。此外,技术人员可以适当调整负荷变化速率,控制负荷变化范围,进而避免激振问题。

结语

综上所述,在汽轮机实际应用的过程中,为了确保其安全有效的运行,技术管理人员一定要做好汽轮机故障原因的分析和检修。

参考文献

[1]朱皓凯.汽轮机振动故障的原因分析与处理[J].中国高新区,2017(19).

[2]徐玥.浅谈热电厂汽轮机振动故障排查分析[J].科技创新导报,2017(2).

[3]刘涛.电厂汽轮机振动问题分析与解决对策[J].通讯世界,2017(8).

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