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汽轮机转子振动的原因?

更新时间:2023-04-07   点击次数:566次

汽轮机也称蒸汽透平发动机,是一种旋转式蒸汽动力装置,高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上,使装有叶片排的转子旋转,同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备,也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。今天给大家介绍几种汽轮机常见故障:机组振动故障、油系统故障、水冲击。

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一、机组振动故障

汽轮机是高速旋转机械,因此运行中总是存在不同程度、方向的振动,凡是限定范围内的振动不会对设备造成危害,是允许的。但由于各种原因,机组运行过程尤其在试运行时会出现振动异常下面给大家介绍几种常见的振动故障特征:质量不平衡、转子的弯曲、联轴器不对中、裂纹转子、转子中心孔进油、转子截面刚度不对称。

质量不平衡

转子质量不平衡是汽轮发电机组很常见的振动故障,它约占了故障总数的80%。随着制造厂加工、装配精度以及电厂检修质量的不断提高,这类故障的发生率正在逐渐减少。即使如此,质量不平衡目前仍是现场机组振动的主要故障。
处理手段:低速动平衡,高速动平衡。

√转子弯曲

转子热弯曲引起的质量不平衡的主要特征是工频振动随时间的变化。
随机组参数的提高和高参数下运行时间的延续,工频振幅逐渐增大,相位也随之缓慢变化,一定时间后这种变化趋缓,基本不变。
存在热弯曲的转子降速过程的振幅,尤其是过临界转速时的振幅,要比转子温度低启机升速时的振幅大。
两种情况下的波特图可以用来判断是否存在热弯曲。为此有时需要安排专门的试验,机组不采用滑参数停机的方式,较快地减负荷,以双察转子温度高的情况下降速过程的幅频特性,和冷态启机时进行比对。一旦转子温度降低,转子的弯曲会很快恢复。因此,测试须在转子弯曲没有wan全恢复前进行。

√联轴器不对中

联轴器不对中是汽轮发电机组振动常见故障。联轴器不对中是指相邻两根转轴轴线不在同一直线上;或不是一条连续的光滑曲线,在联轴器部位存在拐点或阶跃点。
联轴器有三种不对中:平行不对中、角度不对中、综合不对中
它们会给机组带来下列后果:转子连接处将产生两倍频作用的弯矩和剪切力;相邻轴承将承受工频径向作用力。两种力的作用都将使转轴的轴承受力情况恶化,对结构和安全产生不利影响。

√转子裂纹

转子裂纹产生的原因多是疲劳损伤。
运行时间长的老机组,由于应力腐蚀,会在转子原本存在诱发点的位置产生微裂纹,其后随着环境因素的持续作用,微裂纹逐渐扩展,发展为宏裂纹。
原始的诱发点通常出现在应力高且材料有缺陷的地方,如轴上应力集中点、加工时留下的刀痕、划伤处、材质存在微小缺陷的部位等。

√转子中心开孔进油

汽轮机转子中心孔进油在现场时有发生。造成进油的原因通常有两种可能:
中心孔探伤后油没有及时清理干净,残存在孔内;大轴端部堵头不严,运转起来后由于孔内外压差使得润滑油被逐渐吸入孔内。

√转子截面刚度不对称

汽轮发电机组轴系中可能出现截面刚度不对称的是发电机转子。当这种转子水平放置时,在重力作用下的,在各个临界转速的一半时有一个响应峰,其振动频率是转速的2倍。
转子刚度的不对称又使转子在旋转的一周中静挠曲线改变两次,这样,就会产生两倍频的激振力,这个激振力与电磁力无关,是转子的力学特性决定的。

二、油系统故障

汽轮机须设臵油系统,其作用主要是供给机组各轴承润滑油,使轴颈和轴瓦之间形成油膜,以减少摩擦损失,同时带走由摩擦产生的热量和由转子传来的热量;供给动力驱动、调节系统和保安装臵用油;供给油密封装臵密封油以及大型机组的顶油装臵用油。供油系统须在任何情况下都能保证可靠用油,否则会引起轴瓦乌金的损坏或熔化,影响动力控制,严重时会造成设备的损坏事故。汽轮机组的油系统是由贮油箱、油泵、油冷却器、油过滤器、安全阀、止回阀、调压阀、控制阀以及高位油箱、蓄压器、油管路等组成。
√油系统常见故障有
1.压力油油压偏低压力油意外泄漏;电动油泵转向不对;油箱油位过低,不仅油泵出口油压降低,而且油压波动;系统配臵缺陷;机组正常用油量大于泵的额定流量,造成油压降低。
2.主、辅油泵切换困难自带主油泵的汽轮机,起动过程中达到切换转速后,停用辅助油泵机组无法继续运行。
3.漏油

三、冲击因水或冷蒸汽进入汽轮机而引起的事故。
水冲击后果:推力轴承损坏、叶片损伤、汽缸和转子热应力裂纹、动静部分碰磨、高温金属部件翘曲或变形,以及由此带来的汽轮发电机组振动,从而导致轴承、基础及油系统损伤等。
是现代大型汽轮机发生较多且对设备损伤较为严重的恶性事故之一。


其实,这些故障中,大多是可以预防的,所以我们在实际工作中,应加强以下几方面的工作:
1.加强运行监测及巡视检查力度,提高值班人员责任意识。时刻注意温度、压力、油质、振动、位移、胀差、真空等参数变化情况,异常情况及时发现、及时分析、及时调整。
2.规范检修,严格把关,提高检修维护人员的质量意识。贯彻“应修必修、修必修好"的原则,确保每台设备都处于完好状态,性能可靠。
3.加强设备运行状态监测。借助科学仪器,对设备运行过程中的状态进行检测,及时发现隐形缺陷或故障苗头,把设备缺陷或故障消灭在萌芽状态。
4.加强培训,提高运行人员和检修人员的技术、业务水平,培养分析问题、解决问题的能力。
5.完善预案,提高在应急状态下的反应速度和处理问题的能力水平。