电厂汽轮机振动大的原因分析及处理

电厂汽轮机振动大的原因分析及处理

(中国能源建设集团江苏省电力建设第三工程有限公司江苏镇江212218)

摘要:汽轮机是电力系统中的重要设备,其安全运行与整个电厂的正常运行有关。汽轮机在运行期间不可避免地会振动,但其振动范围必须控制在允许的范围内。汽轮发电机组振动过大是汽轮机一种最常见的故障,维护汽轮机振动安全,保持汽轮机振动维持在安全范围内,是运行检修部门的一项重要任务。本文首先介绍了机组振动带来的危害,然后通过振动原因探讨了相应的措施。

关键词:电厂汽轮机振动处理措施

目前,人们的生活与电力密不可分,电力是确保国家发展的重要能源之一。因此,中国经济的持续发展离不开电力系统的稳定运行。汽轮机是发电厂运行中不可或缺的一部分,它具有连续性好,蒸汽流量大等优点。由于结构复杂,自汽轮机研发投入生产以来,专家们一直在研究汽轮机的安全稳定运行,以确保电力系统的稳定性。

一、汽轮机振动的危害

作为发电厂的重要设备,汽轮机影响电力系统的正常运行,汽轮机振动的大小是判断汽轮机质量的重要指标。如果汽轮机振动太大,将对汽轮机造成很大的危害,这将影响发电厂的正常运行。汽轮机振动过大的危害主要有:

(1)机组经济性下降。汽轮机的振动在一定程度上还影响着汽封间隙,振动过大会造成汽封间隙变大,蒸汽密封间隙的大小也会影响装置的热经济性。为了保持机组的经济性,必须控制蒸汽密封的间隙不要太大,因此必须控制汽轮机的振幅。

(2)使与机组连接的部件松动。汽轮机联系着发电系统的众多部件,如果发生的振动过大,会使得与其相连的各部位发生松动,例如,轴承,主轴承,活动式联轴器和冷凝器等,它们会影响法兰连接螺栓的振动,造成汽缸中的蒸汽泄露,影响发电系统正常运行,造成电厂的特大事故。

(3)使机组的支撑等部件发生损坏。如果发生振动过大,还会给叶片、围带等部件带来巨大压力,造成其损坏,还有像隔板汽封以及端部轴封扥机组动静部分,由于振动过大而产生巨大摩擦,也会造成其发生磨损。

二、汽轮机振动的主要原因

汽轮机本身构造就十分复杂,再加上要在高温、高压、高转速的复杂环境中运行,条件更为恶劣,所以在工作中常常有故障发生。其中,振动异常是汽轮机的常见故障,故障解决起来比较麻烦,因为振动异常的原因非常复杂。需要首先弄清楚故障的根本原因,然后在对其进行分析研究,做出相应解决措施。引起汽轮机振动异常的原因主要有安装不够合理、检修不合格等。

2.1转子质量不平衡

(1)在汽轮机工作过程中叶片的折断、掉落或者磨损不均匀,以及发电机转子绕组的松动都会导致转子质量产生不平衡的情况。如果转子质量不平衡,则由于其不均匀的质量,将导致转子的离心力冲力增大。这种压力达到一定程度后,在转动时就会由于周期作用的效果而使汽轮机发生振动。

(2)转子弯曲而造成的振动。如果汽轮机内的转子弯曲,它也会引起汽轮机的振动。这种振动和转子质量不平衡引起的振动很像,但也有不同之处。不同之处就在于转子弯曲造成的振动是轴向型振动,在超过某一临界转速的时候,这种轴向振动的振动幅度会更为明显。

(3)由于轴承不稳定或遭到损坏而产生振动。如果轴承不稳定或损坏,会导致轴瓦烧坏,轴颈会因受热而弯曲。

(4)汽轮机内部摩擦导致振动过大。汽轮机内部轴承工作不正常或者安装不合理,叶片之间相互摩擦,隔板弯曲叶片变形以及轴向间隙不够都会引起摩擦,进而造成汽轮机的振动。

(5)汽轮机内部的零部件发生松动。

(6)水冲击引起的振动。由于汽轮机的工作环境十分复杂,处于高温高压状态下,一些水

蒸汽很有可能就趁虚而入,造成机器内部的水冲击。水冲击导致转子的轴向推力增加并产生大的扭矩,导致汽轮机剧烈振动。如果引起的振动太大,如果严重则推力瓦将被烧毁。

(7)发电机内部故障引起的振动。发电子的定子和转子之间的空气须保持在一定范围内,如果空隙不均匀,也会导致汽轮机振动。

2.2机组在工作中中心偏离

(1)在汽轮机启动过程中,如果预热时间不足,会导致加负荷以及生速过快,以及滑销系统卡涩,都会致使汽缸受热不平均,不能自由膨胀,从而导致汽缸对转子发生相对偏斜,这会导致装置内部的异常移位,这也会引起振动。所以应严格监查各轴承的振动情况,如果汽轮机内部发生异常振动或者出现异常声响,就应提高警惕拉响警报,并拉闸停止运行,对机组内部进行检查,查明原因后作出相应解决措施。

(2)汽轮机在运行中如果真空降低,会使排气温度增高,进而使得后轴承上移。这种情况会损坏设备的中心,导致汽轮机振动。

(3)靠背轮安装不当。在对机组进行修正后靠背轮若安装不合格,中心位置没有找对,也会导致振动,这种振动的振幅是随着负荷的增加而增加的。

(4)汽轮机运行条件比较恶劣,在进汽温度过高超过规范温度时,会使其汽缸变形增大,导致高压轴封向上抬起。这种情况下,会导致机组中心移动过高,从而出现汽轮机的振动幅度过大的现象。

(5)间隙振荡,也叫做汽隙振荡。这种振动是由于转子与汽缸不同心而造成的。

三、应对汽轮机振动过大的措施

3.1在投入正常运行之前必须确保合格

对于刚安装或大修的蒸汽轮机,必须经过试运行确保合格,才能投入电厂正式运行。对于试运行中振动过大的情况必须找出原因,并采取合理的处理措施使振动幅度降低到合格范围之下,对于试运营应提起重视,提高警惕,严格检查。

3.2监视措施。

对于汽轮机,应安装相应的轴承和大轴振动测量装置,以及时监测汽轮机组的振动。当发现振动幅度过大以至于超过允许的最大值时,要立即拉响警报通知工作人员,工作人员随机对机组进行检验和处理,防止由于汽轮机振动而造成的故障发生。对于监视系统,一定要制定出相关的制度,加强振动监督,提高工作人员警觉性。必须确保在汽轮机发生异常振动时及时停止其运作。

3.3通过传感器对机组进行保护

对汽轮机要配置保护装置,在振动超过允许最大值时,及时发出脉冲信号保护电路不受到损坏,并关闭主汽门,停止汽轮机运作,保护机组不受到损害。同时通知工作人员及时赶到现场对汽轮机进行检验修理,尽快恢复汽轮机正常振动,不影响电厂的正常供电。汽轮机的监控保护系统和由传感器组成的报警系统和保护控制系统是确保汽轮机不损坏和正常运行的重要部件。目前,随着机组不断扩大,对于汽轮机的监视和保护工作越来越困难,要求越来越高,所以对汽轮机的监视系统和保护系统的研发应更专业更细心。

四、结论

汽轮机振动过大作为汽轮机在运行过程中最为常见和复杂的故障,应在实际工作中提高防范和保护工作。在发现振动异常故障出现时,应首先依据故障特征判断出故障情况,再据找出故障发生位置,确定故障位置零部件情况,不能马上拆解机组。在日常生产运作中,还必须加强对汽轮机的监督检测以及保护工作,必须在机组振动超过允许值时及时停运,防止损坏扩大。

参考文献:

[1]王瑞元.火电厂汽轮机异常振动原因以及处理措施[J].工业,2016(10)

[2]张磊.汽轮机转子振动故障分析及处理[J].中国高新科技,2017,1(2)

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