加强对汽轮机异常振动的控制确保汽轮机组安全运行.docx

加强对汽轮机异常振动的控制确保汽轮机组安全运加强对汽轮机异常振动的控制确保汽轮机组安全运行行摘要：汽轮机作为火力发电厂三大主机之一，其安全稳定运行是保障电力供应的基础。汽轮机可靠运行很大程度上取决于机组的振动状态。本文针对汽轮机在运行时产生振动的常见原因进行分析，制定出相应的防范措施，保障汽轮机组稳定运行。关键词：汽轮机；振动原因；防护措施一、汽轮机振动原因的危害汽轮机组结构非常复杂，它由汽轮机转子、发电机转子和励磁机转子组成。汽轮机组是在振动状态下工作的，其振动值的大小会直接影响汽轮机的安全运行。当振动超过某一限值时，轻者噪音增大，影响转子及其零部件的使用寿命；重者动静部分发生摩擦，损坏零部件，甚至造成整台机组毁坏严重影响电厂安全稳定运行。汽轮发电机组振动异常时可能引起的危害和严重后果如下：1、机组部件连接处松动，地脚螺丝松动、断裂；2、机座(台板)二次浇灌体松动，基础产生裂缝；3、汽轮机叶片应力过高而疲劳折断；4、危机保安器发生误动作；5、通流部分的轴封装置发生摩擦或磨损，严重时可能因此引起主轴的弯曲；6、滑销磨损，滑销严重磨损时，还会影响机组的正常热膨胀，从而进一步引起更严重的事故；7、轴瓦乌金破裂，紧固螺钉松脱、断裂；8、发电机转子护环松弛磨损，芯环破损，电气绝缘磨破，一直造成接地或短路；9、励磁机整流子及其碳刷磨损加剧等。二、汽轮机振动原因的机理分析（一）设计原因轴承选型不合理，造成轴承工作稳定性差，因此产生油膜振荡引起汽轮机组的振动；结构设计刚度不够，发电机转子进入热态时产生不平衡或支撑力刚度变化从而引起振动；随热态负荷的增加、各轴瓦振动急剧爬升也可能引起汽轮机组振动。以上都是设计考虑不当所造成。（二）制造原因1、转子不平衡产生的振动；2、联轴器的加工不精确；3、转子制造缺陷产生的振动；4、其他原因。（三）安装和检修原因1、轴承标高不合理；2、转子中心不正：1.转子与汽缸或静子的同心度；2.轴系连接的同心度和平直度；3.轴承标高；3、轴承特性；4、滑销系统；5、摩擦引起振动；6、转子结垢；7、转子中心孔。（四）运行原因机组的振动除了与上面的各方面因素有关外，还与机组的运行状况存在很大的关系。1、机组膨胀；2、汽缸的上下温差过大；3、真空下降；4、轴封供汽带水；5、轴承润滑；6、发电机转子电流；7、断叶片。（五）异常振动的原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。1.汽流激振现象与故障排除汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，如负荷，且增大应该呈突发性。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间（一年以上）记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从 5T/h 到 50/h的给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。2 转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个“凹谷”，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下；当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。1.3 摩擦振动的特征、原因与排除摩擦振动的特征：一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅