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汽輪機(jī)振動(dòng)故障是電力行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到的問(wèn)題,同時(shí)也是難以解決的問(wèn)題之一。導(dǎo)致汽允機(jī)啟動(dòng)過(guò)程出現(xiàn)振動(dòng)故障的原因主要包括以下幾種:汽輪機(jī)制造過(guò)程中沒(méi)有完全消除不平衡分量;安裝單位在靠背輪較孔與配作過(guò)程中的配重不合理,產(chǎn)生了新的不平衡分量;軸封處的動(dòng)靜碰磨等。
文章以某發(fā)電廠的10號(hào)汽輪機(jī)組為例,該汽輪機(jī)組經(jīng)過(guò)大修后,在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)了振動(dòng)故障,通過(guò)對(duì)振動(dòng)故障進(jìn)行分析可知,導(dǎo)致此次振動(dòng)故障事故的原因?yàn)檩S封處動(dòng)靜碰磨,采取相應(yīng)的措施進(jìn)行上理之后,振動(dòng)故障消失,汽輪機(jī)組能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。
汽輪機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中的振動(dòng)故障危害
汽輪機(jī)在生產(chǎn)系統(tǒng)中相當(dāng)于人體的心臟,一旦汽輪機(jī)出現(xiàn)故障或者問(wèn)題,將會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)白安全運(yùn)行造成直接的影響,因此汽輪機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中的異常振動(dòng)不能小覷。汽輪機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)故障將會(huì)導(dǎo)致以下危害:
其一,汽輪機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定擺動(dòng),導(dǎo)致調(diào)速系統(tǒng)的部件出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損,增加遲緩率,影周速系統(tǒng)的正常運(yùn)行;
其二,減弱耐疲勞強(qiáng)度,轉(zhuǎn)動(dòng)部分是汽輪機(jī)的核心部分,振動(dòng)故障會(huì)降低轉(zhuǎn)動(dòng)部分的耐疲勞強(qiáng)度,直接影響轉(zhuǎn)動(dòng)部分的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及使用壽命;
其三,破壞滑銷系統(tǒng),一旦汽輪機(jī)組發(fā)生較大的振動(dòng),將會(huì)對(duì)滑銷產(chǎn)生巨大的沖擊作用,導(dǎo)致汽輪淚產(chǎn)生不均勻的膨脹現(xiàn)象,形成巨大的擠壓力,對(duì)滑銷系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞;
其四,破壞汽封,隔板和隔板之間通常采用汽封的方式進(jìn)行密封,一旦汽輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)故障,將會(huì)石不汽封,增加隔板之間的漏氣量,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向推力,影響汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行;
其五,密封不嚴(yán),由于密封不嚴(yán)導(dǎo)致的汽輪機(jī)組振動(dòng)故障占振動(dòng)故障率的40%左右,主要是因?yàn)檎蹌?dòng)故障破壞了低壓端軸封,導(dǎo)致空氣進(jìn)入到低壓缸中,降低了低壓缸的真空度,蒸汽進(jìn)入到潤(rùn)滑油充中,降低潤(rùn)滑油的純度,影響潤(rùn)滑效果,增加磨損,縮短汽輪機(jī)組使用壽命。
汽輪機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中的振動(dòng)故障發(fā)生過(guò)程
某電廠10號(hào)汽輪機(jī)組為例,該機(jī)組為N125-535/535型凝汽式、-次中間再熱、壓、高溫汽輪機(jī),該汽輪機(jī)組正式投入運(yùn)行后,經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行,汽輪機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)了-些故障,直接影響了汽輪機(jī)組的運(yùn)行安全和效率,后來(lái)對(duì)該汽輪機(jī)組進(jìn)行了大修,在大修期間安裝了汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)。轉(zhuǎn)軸振動(dòng)跳機(jī)值設(shè)置成260μm ,跳機(jī)邏輯設(shè)定成"y” 方向軸振大或者"x" 方向軸振大。該電廠10 號(hào)汽輪機(jī)組大修之后啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),通過(guò)實(shí)測(cè)可知TSI系統(tǒng)4號(hào)瓦處“y”方向的軸振是160μm,并且其他軸振值都不超過(guò)100μm,并且1號(hào)瓦處還存在微小的刮擦聲音。隨著轉(zhuǎn)速的加快,10號(hào)汽輪機(jī)組各處的瓦振以及軸振都在不斷的增加,通過(guò)檢測(cè)得知,2號(hào)瓦處“」”方向的瓦振達(dá)到了12cmm, 并且所有瓦處在“x”、“y”軸方向的軸振都超過(guò)了限定值。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1500r/min 之后停機(jī),在轉(zhuǎn)速降低至1000r/min 之后,1號(hào)軸承存在較大的刮擦聲。
振動(dòng)故障的診斷
通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中的振動(dòng)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析,初步判定導(dǎo)致振動(dòng)故障的原因主要包括:由于大修過(guò)程中油檔間隙或者軸封調(diào)整不當(dāng)導(dǎo)致的動(dòng)靜碰磨;由于氣缸疏水不流暢導(dǎo)致水和轉(zhuǎn)軸相接觸,導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)變形;由于沖轉(zhuǎn)之前與沖轉(zhuǎn)過(guò)程中,沒(méi)有控制好各個(gè)部門的溫差,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的溫度超過(guò)限定值而產(chǎn)生彎曲變形;由于轉(zhuǎn)子自身存在質(zhì)量問(wèn)題,在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)不平衡問(wèn)題。
在對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行大修時(shí),并沒(méi)有改動(dòng)12號(hào)汽輪機(jī),因此由于轉(zhuǎn)子自身存在質(zhì)量問(wèn)題,在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)不平衡問(wèn)題導(dǎo)致的振動(dòng)故障的可能性不大;工作人員對(duì)運(yùn)行記錄進(jìn)行了查閱,發(fā)現(xiàn)各個(gè)部門的溫差并不存在異常,因此,由于沖轉(zhuǎn)之前與沖轉(zhuǎn)過(guò)程中,沒(méi)有控制好各個(gè)部門的溫差,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的溫度超過(guò)限定值而產(chǎn)生彎曲變形導(dǎo)致振動(dòng)故障的可能性也排除;工作人員對(duì)低壓缸、中壓缸以及高壓缸進(jìn)行了復(fù)查,表明氣缸不存在異常,對(duì)機(jī)頭處的大軸撓度進(jìn)行檢查,在啟動(dòng)之前,大軸撓度為4.5cmm,啟動(dòng)半小時(shí)之后,變?yōu)?.0cmm,并且在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中1號(hào)瓦處出現(xiàn)刮擦聲,在降速之后,出現(xiàn)時(shí)滯性的振動(dòng)現(xiàn)象,初步判定導(dǎo)致汽輪機(jī)啟動(dòng)過(guò)程導(dǎo)致振動(dòng)故障的原因?yàn)閯?dòng)靜碰磨。
沖轉(zhuǎn)時(shí),3 號(hào)瓦處“y”向軸振出現(xiàn)了突跳現(xiàn)象,并且每次突跳之后,其軸振值都會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài);啟動(dòng)的過(guò)程中,各瓦處的軸振數(shù)值以及瓦振都明顯的降低,并且瓦振的下降幅度超過(guò)了50%,由此表明導(dǎo)致汽輪機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)故障的原因并不是由于轉(zhuǎn)動(dòng)部件脫落導(dǎo)致的振動(dòng)故障,同時(shí)也不是轉(zhuǎn)子自身質(zhì)量不平衡導(dǎo)致的振動(dòng)故障。通過(guò)對(duì)兩次啟動(dòng)過(guò)程的振動(dòng)情況進(jìn)行比較,能夠肯定導(dǎo)致汽輪機(jī)啟動(dòng)出現(xiàn)振動(dòng)故障的原因?yàn)閯?dòng)靜碰磨。
振動(dòng)故障的處理措施
汽輪機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中如果出現(xiàn)振動(dòng)故障,將會(huì)嚴(yán)重的影響汽輪機(jī)的安全運(yùn)行,針對(duì)振動(dòng)故障的處理措施表現(xiàn)為:
其一,為了防止出現(xiàn)軸封動(dòng)靜碰撞,應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)軸封的檢修,并在檢修的過(guò)程中對(duì)軸封間隙進(jìn)行調(diào)整,防止軸封間隙出現(xiàn)過(guò)大的現(xiàn)象,否則會(huì)導(dǎo)致軸封的漏氣量增加,同時(shí)影響汽輪機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)該根據(jù)汽輪機(jī)的實(shí)際狀況,進(jìn)行安裝、檢修以及調(diào)試等,科學(xué)的設(shè)置軸封間,既保證汽輪機(jī)組的安全性,又保證其經(jīng)濟(jì)性;
其二,當(dāng)大修之后,如果汽輪機(jī)在啟動(dòng)的過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)故障,應(yīng)該增大動(dòng)靜間隙;
其三,汽輪機(jī)組在大修之后,在啟動(dòng)過(guò)程中應(yīng)該先沖兩次一階臨界轉(zhuǎn)速,這樣能夠有效的降低振動(dòng)處理的時(shí)間,如果汽輪機(jī)組出現(xiàn)動(dòng)靜碰磨,應(yīng)該投上振動(dòng)保護(hù);
其四,為了防止汽輪機(jī)在啟動(dòng)的過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)故障,應(yīng)該采用滑動(dòng)式軸封代替2號(hào)、3號(hào)瓦處的軸封,這樣能夠?qū)S封大軸之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整,這樣能夠有效的降低軸封對(duì)大軸造成的磨損,防止出現(xiàn)更加嚴(yán)重的振動(dòng)故障。
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