汽輪機(jī)啟動過程中振動故障分析及處理措施

汽輪機(jī)啟動過程中振動故障分析及處理措施摘要：汽輪機(jī)振動故障是一種比較常見的問題，并且不容易解決，有諸多因素會對汽輪機(jī)啟動過程產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致振動故障問題發(fā)生，要想有效解決振動故障問題，首先就要找到振動故障出現(xiàn)的原因，然后才能采取相對應(yīng)的措施將問題解決?；诖吮疚尼槍ζ啓C(jī)啟動過程中的振動故障分析及處理措施展開探究。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);振動故障;原因分析;處理措施1.汽輪機(jī)啟動過程中振動故障的危害在生產(chǎn)系統(tǒng)中，汽輪機(jī)發(fā)揮著十分重要的作用，可以將其看作生產(chǎn)系統(tǒng)的“心臟”。在汽輪機(jī)啟動過程中一旦發(fā)生故障，就會在很大程度上影響整個生產(chǎn)系統(tǒng)，安全性和穩(wěn)定性都會降低，所以需要加強(qiáng)對汽輪機(jī)啟動故障問題的重視。汽輪機(jī)啟動過程中出現(xiàn)振動故障問題帶來的具體影響如下：（1）一定程度上影響著汽輪機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)，故障問題會導(dǎo)致調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生擺動現(xiàn)象，從而導(dǎo)致調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)部的各種零件之間相互磨損，降低零部件的使用壽命，并且遲緩率也會提升，使調(diào)速系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。（2）使汽輪機(jī)的耐疲勞強(qiáng)度降低。汽輪機(jī)的核心結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)動部分，在啟動過程中如果發(fā)生振動故障會對轉(zhuǎn)動部分造成影響，使轉(zhuǎn)動部分無法正常工作，使用壽命也會降低。（3）破壞滑銷系統(tǒng)。汽輪機(jī)在啟動過程中一旦機(jī)組發(fā)生振動故障問題，會對滑銷造成嚴(yán)重沖擊，從而使汽輪機(jī)組出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，并且這種膨脹現(xiàn)象具有不均勻的特征，擠壓力就會因此而形成，從而嚴(yán)重危害滑銷系統(tǒng)的正常功能。（4）對汽封造成破壞。一般來說，隔板之間都存在不同大小的空隙，需要采取有效的密封措施，比較常用的方法就是汽封法，假如汽輪機(jī)出現(xiàn)了振動故障問題，就會在一定程度破壞氣封，從而使隔板漏氣，嚴(yán)重影響汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行。（5）汽輪機(jī)組的振動故障問題還會影響低壓端軸封系統(tǒng)，使系統(tǒng)被破壞，這樣空氣就可以進(jìn)入系統(tǒng)中，導(dǎo)致低壓缸不具備較好的真空度，同時空氣還會進(jìn)入潤滑系統(tǒng)中，使?jié)櫥偷募兌冉档?，對潤滑效果造成影響，從而使摩擦力增大，?dǎo)致汽輪機(jī)組的使用壽命縮減，運(yùn)行過程中的維護(hù)成本支出也會增高。2.汽輪機(jī)振動故障的原因分析2.1長時間運(yùn)行導(dǎo)致的振動故障如果汽輪機(jī)持續(xù)運(yùn)行時間較長，得不到休息，就會出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象，從而對實(shí)際運(yùn)行過程造成影響，繼而引發(fā)各種故障問題，比如，油系統(tǒng)溫度進(jìn)一步下降、蒸汽質(zhì)量進(jìn)一步降低、缸脹出現(xiàn)不均勻情況等，這些不良現(xiàn)象都是導(dǎo)致振動故障發(fā)生的原因。比如，汽輪機(jī)本來的振動并沒有出現(xiàn)異常，但經(jīng)過大修后，再次啟動時就有可能導(dǎo)致軸承附近的振動值升高，在功率不斷增大的過程中，實(shí)際振動值會逐漸下降，直至恢復(fù)正常范圍內(nèi)。引起這種現(xiàn)象的主要原因是蒸汽品質(zhì)不高，使汽輪機(jī)出現(xiàn)激振現(xiàn)象。如果現(xiàn)場工況流量出現(xiàn)異常變化，就會對激振力產(chǎn)生影響，使其逐漸發(fā)生變化，最終導(dǎo)致多種不同頻率的激振力形成，同時還會對調(diào)頻正常的葉片產(chǎn)生影響，在頁面上面形成動應(yīng)力。如果氣流無法在流通部件和葉片之間正常流通，就會形成不均勻的氣流，激振力也會隨之增大。2.2轉(zhuǎn)子熱變形引起振動故障問題汽輪機(jī)的構(gòu)成比較復(fù)雜，它的組成部件較多，發(fā)揮著重要作用的一種構(gòu)件就是轉(zhuǎn)子鍛件，如果轉(zhuǎn)子鍛件的絕緣性能無法滿足具體要求，那么當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子受到高溫影響，就會使材質(zhì)的異向性不斷增大。轉(zhuǎn)子在長時間運(yùn)行過程中會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，當(dāng)熱度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后，轉(zhuǎn)軸的軸向會發(fā)生膨脹。在制作轉(zhuǎn)子的過程中如果采用的制造技術(shù)和工藝不同，會使轉(zhuǎn)子的異性增大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子容易出現(xiàn)變形問題，從而破壞振動的平衡性，并且振動的平衡性變化情況與轉(zhuǎn)子受熱程度之間有直接聯(lián)系。轉(zhuǎn)子在制造過程中會殘留一部分內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)汽輪機(jī)出現(xiàn)較大的溫差時，這部分內(nèi)應(yīng)力就會被釋放出來，從而導(dǎo)致摩擦現(xiàn)象出現(xiàn)，繼而引起振動異常問題。2.3摩擦引發(fā)的異常振動問題汽輪機(jī)在平時的正常運(yùn)行中，難以避免的一種問題就是摩擦現(xiàn)象，尤其是汽輪機(jī)運(yùn)行時間較長或超負(fù)荷運(yùn)行時，零部件之間的摩擦力就會加大，從而會對每個零部件造成一定影響，汽輪機(jī)啟動時出現(xiàn)振動故障的概率就會隨之增大。通常情況下，由于摩擦原因引起的振動故障問題不會對汽輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成嚴(yán)重影響，而且這種振動故障現(xiàn)象還有可能在之后的運(yùn)行過程中逐漸減弱或消失。在摩擦過程中會有熱量產(chǎn)生，產(chǎn)生的這部分熱量會對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生影響，是導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)變形問題的原因之一，轉(zhuǎn)子一旦出現(xiàn)變形問題就會間接引起振動故障問題。非線性是汽輪機(jī)振動系統(tǒng)的顯著特征，因?yàn)檫@種特征會引發(fā)不同程度的振動故障問題。波動現(xiàn)象也會因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生的影響而出現(xiàn)，如果波動現(xiàn)象一直持續(xù)下去，就會使摩擦力增大，從而導(dǎo)致摩擦程度加深，汽輪機(jī)的振動幅度也會隨之增大。因摩擦引起的振動問題會影響汽輪機(jī)的運(yùn)行速度，當(dāng)達(dá)到轉(zhuǎn)速臨界值時，轉(zhuǎn)子的振動頻率會增大，這種情況下就算汽輪機(jī)停止運(yùn)行，也能夠?qū)D(zhuǎn)子的晃動情況進(jìn)行準(zhǔn)確測量。2.4氣流激振引發(fā)的異常振動使汽輪機(jī)出現(xiàn)振動故障問題的另一個原因就是氣流激振現(xiàn)象，如果氣流激振的低頻分量值不斷增高，就會導(dǎo)致汽輪機(jī)出現(xiàn)異常情況，出現(xiàn)氣流激振現(xiàn)象時，汽輪機(jī)的各項參數(shù)也會發(fā)生變化。引起氣流激振現(xiàn)象的原因有多種，比如，不均勻的靜葉出口氣流會引起氣流激振力，沒有合理設(shè)置汽機(jī)的負(fù)荷參數(shù)，采用的供汽方式也存在問題等都可能會造成氣流激振。3.汽輪機(jī)啟動過程中的振動故障處理措施3.1氣流激振現(xiàn)象的處理方法因?yàn)槠啓C(jī)在啟動過程中出現(xiàn)振動故障的原因有多種，所以首先需要分析振動故障出現(xiàn)的具體原因，然后再根據(jù)原因采取合適的振動故障處理方法。在處理氣流激振引起的振動故障問題時，首先要針對汽輪機(jī)的實(shí)際情況進(jìn)行全面分析，充分掌握氣流激振的變化情況，同時還要將分析和觀測結(jié)果詳細(xì)記錄下來，然后找出氣流激振現(xiàn)象出現(xiàn)的具體原因，在這個過程中還應(yīng)收集汽輪機(jī)的振動數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)作為繪制曲線圖的重要依據(jù)，接著分析汽輪機(jī)的振動變化情況，將變化的具體范圍和方向確定下來，最后找出氣流激振現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，根據(jù)實(shí)際原因采取針對性措施進(jìn)行控制。此外，嚴(yán)格控制汽輪機(jī)的負(fù)荷變化，合理調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥的開度，控制進(jìn)氣量大小，使氣流激振維持在正常負(fù)荷范圍內(nèi)，也是解決氣流激振問題的有效方法。3.2轉(zhuǎn)子熱變形的異常振動處理方法在處理因轉(zhuǎn)子變形而引起的汽輪機(jī)振動故障問題時，需要做好轉(zhuǎn)子離心力的監(jiān)測工作，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果判斷轉(zhuǎn)子熱變形的原因，然后再采取相對應(yīng)的措施對轉(zhuǎn)子熱變形現(xiàn)象進(jìn)行控制。如果離心力不高，轉(zhuǎn)子只是出現(xiàn)臨時性變形現(xiàn)象，可以將合適的配重平衡塊安裝到轉(zhuǎn)子上，使轉(zhuǎn)子的平衡狀態(tài)恢復(fù)，從而消除振動現(xiàn)象。如果轉(zhuǎn)子受損比較嚴(yán)重，就需要及時更換汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動部分，避免汽輪機(jī)因熱變形而引起振動故障的問題。此外，需要最大程度保證轉(zhuǎn)子在平衡狀態(tài)下工作，在汽輪機(jī)啟動和停止運(yùn)行的過程中會發(fā)生持續(xù)盤車現(xiàn)象，此時，需做好汽輪機(jī)的密封工作，避免冷空氣和水進(jìn)入汽輪機(jī)，防止?jié)櫥托孤﹩栴}出現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子熱變形現(xiàn)象的有效控制。3.3摩擦振動故障的處理方法在處理汽輪機(jī)摩擦產(chǎn)生的振動故障問題時，需要加強(qiáng)對渦動和抖動現(xiàn)象的重視，將這兩種現(xiàn)象作為重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容，做好渦動和抖動現(xiàn)象的監(jiān)測和分析工作。在啟動汽輪機(jī)的過程中，如果出現(xiàn)碰撞問題，應(yīng)及時降低機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，使其在低速狀態(tài)下慢慢磨合。如果振動頻率不在規(guī)定的范圍內(nèi)，應(yīng)及時關(guān)停機(jī)器，讓機(jī)子的溫度慢慢回升，等溫度達(dá)到一定程度而且轉(zhuǎn)子可以正常彎曲的時候再次將機(jī)器啟動。通過這種方法，一般都可以將摩擦現(xiàn)象消除。需要注意的是，不可使用“沖臨界”方法，讓機(jī)組被迫開啟，這樣會對汽輪機(jī)的大軸造成不可逆轉(zhuǎn)的影響，導(dǎo)致大軸出現(xiàn)永久彎曲的問題。4.結(jié)語綜上所述，汽輪機(jī)的正常運(yùn)行十分重要，如果汽輪機(jī)在啟動過程中出現(xiàn)振動故障，就會威脅到汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，如果情況比較嚴(yán)重還可能導(dǎo)致汽輪機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，因此一旦發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)產(chǎn)生了振動故障，就需要引起重視，及時找到振動故障產(chǎn)生的具體原因，做好汽輪機(jī)振動數(shù)據(jù)信息的收集工作，并繪制出相應(yīng)的曲線圖，并仔細(xì)觀察振動變化情況，然后針對不同的原因采取相應(yīng)的處理方法將振動故障解決，為汽輪機(jī)的正常運(yùn)行提供可靠保障。參考文獻(xiàn)[1]

李寬寬.火電廠汽輪機(jī)異常振動故障