汽轮机异常振动原因及处理措施_曹乐康.pdf

23 2023(4)汽轮机异常振动原因及处理措施Reasons for Abnormal Vibration of Steam Turbines and Treating Measures曹乐康，李欣欣（国电建投内蒙古能源有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017200）摘要：汽轮机主要部件涉及转子、联轴器、气缸等，作为重要的工业设备之一，在实际运行中表现为高压、高温、高速，也正是由于特殊性，使其在高速旋转运行状态下较易引发故障。其中，异常振动现象较为常见。分析异常振动产生的原因，同时也提出了解决问题的相应对策。关键词：汽轮机；转子；振动；故障；设备中图分类号：TK268.+1 文献标识码：A 文章编号：1674-2796（2023）04-0023-02Abstract:The main components of a steam turbine involve rotors,couplings,cylinders,etc.As one of the important industrial equipment,it shows high pressure,high temperature,and high speed in actual operation.It is precisely due to its particularity that it is more prone to faults during high-speed rotating operation.Among them,abnormal vibration is relatively common.The causes of abnormal vibration is analyzed and relevant countermeasures are proposed to solve the problem.Keywords:steam turbine;rotor;vibration;fault;equipment0 引言汽轮机主要部件涉及转子、联轴器、气缸等，作为当前重要的工业设备之一，在实际运行中表现为高压、高温、高速，也正是由于特殊性，使其在高速旋转运行状态下较易引发故障1。其中，异常振动是汽轮机运行最为典型的故障类型，且引发异常振动的原因较多，导致对异常振动现象的分析复杂多样，诸如装置参数、油温、油质变化等都会在一定程度上引发振动2-4。为解决这一问题，相关技术通常结合汽轮机异常振动的实际情况和已知条件5-7，进行异常情况的原因分析，本文在此基础上继续探讨，形成检修解决方案。1 异常振动原因分析1）转子受热弯曲变形。转子受热变形是汽轮机异常振动的主要原因，受热变形导致转子轴弹力改变，进而影响转子的正常运行8，转子运行失衡的同时离心相位随之发生变化。结合转子受热变形原理可知，解决方案需从转子轴弹力及离心力入手。若转子运行中轴弹力与离心力相互抵消，则转子振动幅度显著减少，对于汽轮机所造成的影响亦将降低。相反，若轴弹力与离心力未能抵消且相互叠加，则加剧转子振动。转子受热弯曲变形主要是其自身散热不良、热量过高所致。2）油膜不稳定。汽轮机油膜不稳定为两种类型，即半速涡流和油膜振荡。就油膜震荡而言，主要是因汽轮机的运行功率过大，相应的转子转速大幅度加快，导致整个汽轮机组的振动愈发剧烈，易造成设备损坏。由此可见，造成油膜振荡的主要因素是转子不正常转动，汽轮机运行中必须保证其转子能够按照既定轴线轨道进行转动，维持重心平稳，避免油膜震荡问题的发生。3）真空系统运行故障。目前可知汽轮机轴封压力运转不正常、真空水泵水温过高未及时降温、加热器运行中存在水位过满等现象均会导致真空系统无法正常运作，进而造成系统失灵，引发异常振动现象。收稿日期 2022-12-19 作者简介 曹乐康（1989），男，大学，工程师，主要从事电厂集控运行工作。Reasons for Abnormal Vibration of Steam Turbines and Treating Measures汽轮机异常振动原因及处理措施10.16629/ki.1674-2796.2023.04.006 24 2023(4)4）气流激增。机组负荷超过临界值，轴振动必然激增，反之则迅速减弱。一般正向激增气流产生的条件为机组振动频率与转子临界速度相等，气流产生部分则以高压部位居多，中压转子部位次之。具体分析可知，造成气流激增的主要原因是汽轮机组气道内的气流分布不匀，导致机组叶片受力不均。此外，轴封不严、气流运行路径错乱等均可在一定程度上引发气流激增现象。2 有效措施探讨1）转子受热弯曲变形故障的处理措施。针对转子受热弯曲变形所引发的异常振动而言，需从转子本身入手，通过在安装和运用过程的合理调控，避免因摩擦异常而造成转子弯曲变形。具体而言，设备的安装检修过程均应由专业人员完成，按照既定操作程序进行。如在汽轮机实际安装中，借助钢丝校准轴线辅助安装，可更为准确地完成工作。与此同时，专业人员可利用钢尺进行洼窝两侧长度测量，确保一致，复测时使用水平仪横向找平，以保证汽轮机轴承座水平符合标准要求。总体而言，汽轮机的安装至关重要，需要安装人员严格依照程序进行，且安装完成后应及时排查机组可能存在的问题，确保安装流程，使汽轮机轴承于横向及纵向均能保持平衡稳定，这也是避免转子因受力不均而发生摩擦，进而过热引发转子弯曲变形现象的有效举措。2）基于油膜振动的处理措施。适当增加汽轮机轴瓦的轴承合金宽度，达到减小轴瓦顶部孔隙目的；选用粘度较小的润滑油进行汽轮机组的处理，降低振动对汽轮机组的影响，有效提升工作效率；改善转子平衡，使其作用的不平衡力尽可能降低，转子运动状态趋于稳定；增加轴瓦比压，改变轴瓦与轴颈的接触角度等均可在一定程度上减小油膜振荡。3）汽轮机真空系统的处理措施。改进汽轮机真空系统，认真做好维修检查工作。诸如日常润滑处理，润滑油料质量满足标准要求。加强对轴承振动频率、分离器水位的实时监测，防止真空泵水温过高，及时排查冷却系统存在的隐患。为避免真空系统泄露，定期检查输水管道、凝气机等。此外，完善回热抽汽系统，加强日常维护检查工作，例如对抽汽管道及相关阀门系统的检查，监控电动隔热阀及液动止回阀等的日常运行情况，发现问题及时处理。4）气流不均所造成的气流激增现象处理措施。借助现有数据进行振动曲线的绘制，具体分析气流激增故障的实际情况。在进行气流激增现象调整时，可以调整给水量、负荷速率等相关参数，不同的调整通常产生不同的气流激增结果，可根据所记录的数据进行对比分析，确定抵消汽轮机气流激增振动的具体方法。3 结语综上所述，汽轮机运行中较易受到各种因素影响，产生异常振动，引发不同类型的故障现象。为此，相关企业应加强日常监测工作，一旦发现异常振动现象，需及时采取措施予以解决。同时也需要总结分析异常振动产生原因，完善相关处理方案，最大程度提升设备运行安全。参考文献：1 吴梭.基于蚁群算法的汽轮机异常振动故障精准定位方法J.自动化应用,2022(3):54-55+59.2 李同勇.浅谈石化装置中汽轮机异常振动故障分析及维修方法J.中国设备工程,2022(1):200-202.3 王 永 明,曹 江 华,葛 恒 春,等.火 电 厂 汽 轮 机 运 行异常振动原因分析与处理措施研究J.科技与创新,2020(19):146-147.4 陈振峰.火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断J.山东工业技术,2019(4):181-182.5 李健民.火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断的研究J.科技创新与应用,2017(32):170+172.6 黄永亮,张晓旭.对火力发电厂汽轮机振动异常的分析及其故障判断J.黑龙江科学,2017,8(17):46-47.7 徐誉玮.火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断J.现代制造技术与装备,2017(7):119-120+128.8 贾广波.大庆炼化公司炼油二厂二套ARGGSNV-3汽 轮 机 组 异 常 振 动 波 动 分 析J.科 技 创 新 与 应用,2013(26):94-95.Reasons for Abnormal Vibration of Steam Turbines and Treating Measures汽轮机异常振动原因及处理措施10.16629/ki.1674-2796.2023.04.006