振动对汽轮机运行的影响

振动对汽轮机运行的影响摘要：通过对振动危害和原因的分析，具体到我们平时运行操作监视的具体参数，减小振动对汽轮机运行的危害。#8机即将进行大修，各种毛病都将显现出来，上下缸温差，回油温度，胀差，推力轴承等连锁已无法投入，GV4摆动，IV2强制，EV1摆动，一段抽汽和电负荷波动。振动参数在某种意义上能反映机组的整体运行情况。通过各个相关振动的参数的分析，运行人员加强监视，具体分析，确保设备安全运行至大修。汽轮机的振动超过规定范围（见下表）时，将会引起设备的损坏，甚至造成严重的后果：机组振动过大时，叶片、围带、叶轮等转动部件的应力增加，产生很大的交变应力，造成疲劳损坏；振动严重时会使机组动静不分发生磨损。轻则使端部轴封、隔板汽封磨损，间隙增大，增加漏气损失，使机组运行经济性降低。严重时，会使大轴弯曲；振动将引起个连接部件松动。振动严重时，可能使与机组连接的轴承、轴承座、主油泵、凝汽器、管道等发生共振，引起连接螺栓松动，地脚螺栓断裂等，从而造成重大事故；若高压端振动过大，有可能引起危机保安器误动作而使机组停机。大型汽轮发电机组转轴振动位移限值表区域上限额定转速（3000r/min）(ｕm峰峰值)相对位移绝对位移评价A80100通常新投产机组在此区域内B120-165150-200通常认为合格，可以长期运行C180-260250-320通常认为不合格的，在采取补救措施之前，可以运行有限一段时间D大于C区上限通常认为是危险的，其剧烈程度足以引起机组破坏造成机组振动过大的主要原因有三个方面：其一，设备方面，可能因调节系统不稳定进气量波动；叶片被侵蚀、叶片结垢或叶片脱落等造成转子不平衡；汽缸保温不良或保温层破损影响热膨胀不均；滑销系统卡死不能自由膨胀等。其二，在启动升速带负荷过程中机组振动加剧，大多是操作不当引起的。例如，疏水不当，使蒸汽带水；暖机不足，升速过快或加负荷过急；停机后盘车不当，使转子产生较大的弯曲值，再启动后未注意延长暖机时间以消除转子的热弯曲等。其三，若机组再运行中突然发生不正常的声音和振动，多数是因维护不当引起的。例如，润滑油温过高或过低油压过高或过低等影响轴承油膜的形成；新蒸汽温度过高使气缸热膨胀热变形过大；真空过低使排气温度过高，排气缸出现异常膨胀；新蒸汽温度过低使汽轮机产生水冲击等等。为了避免机组振动过大，造成不利影响，操作人员在运行过程中，按照规程要求正确操作，同时维护好机组的正常运行。故在机组启停和正常运行时认真监盘，控制好机组的重要参数显得格外重要。盘车，启动前和停机后都要盘车，启动前盘车是为了消除转子的弹性变形，停机后盘车是为了转子均匀冷却，防止塑性变形；但盘车异常都能造成机组启动或再次启动过程中振动过大，所以，盘车时间限制是机组允许启动的一个重要条件，从参数上来说，转子弯曲值要控制在一定范围，一般不大于原始值的0.02mm。汽轮机上下缸温差，将引起气缸的变形。对于抽气机组一般是下缸高于上缸，气缸的这种变形上缸顶部径向动静间隙减小甚至消失，造成摩擦而引起大轴弯曲发生振动。所以上下缸温差是我们在启停，负荷调整，正常运行时必须关注的一个参数，特别是当上下缸温差连锁被取消后，我们更应该加强监视。启动过程中监视的各种温度参数，高中压内外缸的法兰内外壁温差不大于80℃，螺栓与法兰中心温差等等。其实，汽轮机的启动过程就是将汽轮机由常温加热到正常运行时的温度，相差400℃左右。如果加热不均匀，势必造成设备的变形，如法兰内外壁温差，从而减小了动静部件之间的间隙，如胀差是监视转子与气缸的相对膨胀之差；轴向位移用来监视动静部件轴向间隙的大小等，如果相关参数超限，将造成摩擦而引起大轴弯曲发生振动。进气温度的变化，10min内主蒸汽温度下降或上升50℃，应打闸停机。特别是温度突然下降，将造成水冲击。监视段压力，当监视段压力异常时，可能是叶片断裂，转子失去平衡而发生振动，但如果叶片的段落发生在转子的中部，并不引起严重的动静摩擦，在额定转速下也未表现出振动的显著变化。但这种段叶片事故在启停过程中临界转速附近，振动会有明显的增加。反动式汽轮机表现更加明显。在汽轮机停机后，注意切断与公共系统相连的各种水源，严防气缸进水。为了加强停机后对设备的监视，应继续坚持正常的巡回检查制度，发现异常，立即进行分析处理。机组启动前，应启动EH有系统运行一段时间，以赶净调节系统内的空气，如果系统内存有空气，在冲转过程中调节气阀大幅移动，引起喘流而发生异常的振动。汽轮机的转速，若果汽轮机的转速超过极限时，各运动部件就会超过设计强度而发生松动甚至断裂，它将导致叶轮松动变形叶片及围带脱落轴承损坏，动静部分碰磨汽轮机发生强烈振动。真空，真空如果较低，相应的饱和温度也将升高，即意味着排气温度升高，排气温度升高会使低压缸轴封热变形增大，易使汽轮机洼窝中心发生偏移，导致振动增大。特别是机组启动冲转过程中，另外，机组启动时间过长也可能使排气温度升高。当排气缸的温度升高时，及时开启后汽缸喷雾，对于#7,8机，还应先启动凝结泵，以保证喷雾一定的水压。虽然设计的有65℃，时报警，80℃，排气缸喷雾会自动打开；不允许排气缸温度超过120℃.但我们在运行操作时还应加强监视排气温度的变化，如果连锁不动作，及时手动开启，保证排气参数正常。缸胀，规程上虽然没有明确的要求，但是在启动过程中，必须加强监视，以判断气缸的膨胀情况，滑销系统是否正常工作。油温，一般来说油系统的油位油压油质都能影响到机组的振动，但油温对机组振动的影响更为敏感。油温一般要求35-45℃，油温不能太高，太高油的黏度过低，难以建立油膜，失去润滑作用，特别是高负荷时。油温太低，黏度过大，油膜过厚，其承载力下降，造成工作不稳定。对于#8机来说，满负荷时，如果油温从43℃下降到38℃，振动能从152um下降到147um.油膜振荡，在机组启动升速时，当转子的转速约等于或大于转子第一阶临界转速的两倍时，发生油膜振荡。其特点是整个机组所有轴承都出现强烈振动，机组附近还能听到“咚咚”撞击声，一旦发生，转子始终保持保持着等于临界转速的涡动速度，而不再随转速随转速的升高而升高，所以遇到此种情况，不能像过临界转速那样，借提高转速冲过去的办法来消除。总之，机组的振动影响因素很多。遇到问题时，必须冷静分析，根据具体情况，提出相应的对策。在启机和平时的运行监视过程中，必须对相关参数的变化非常敏感，发现异常，及时报告，及时分析，尽早处理，才能将异常事故消灭在萌芽状态。参考文献：中国电力出版社，汽轮机运行值班员技师上海市第一火力发电国家职业技能鉴定站编2003.2中国电力出版社，汽轮机运行值班员（第二版）电力行业职业技能鉴定指导中心编电力工程汽轮机运行与检修专业2013.1中国石化出版社，汽轮机技术问答（第二版）张克舫沈惠坊编著2006中国电力出版社汽轮机设备运行王国清主编2007.10中国电力出版社，电厂汽轮机运行与事故处理付忠广编著2007.4