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【摘 要】 当今社会,机组的安全和经济稳步的运行都要依靠汽轮机振动的大小,为了能更深入的了解汽轮机振动,本文从汽轮机振动产生的原因以及带来的危害两个方面进行探究。
【关键词】 汽轮振动;原因;危害
一、前言
随着科学技术的不断进步,解决了很多汽轮机振动带来的危害,给人们的生活安全带来了保障。但是仍然存在一些问题需要解决,同时也能使防止和解决汽轮机振动的危害这项技术达到另一个顶峰。
二、振动监测
1、升速过程
升速过程中,用东南大学ZXP-F160型振动数据采集分析系统对机组进行了测试,以下是升速时的波德图。
图1 升速波德
由升速波德图可看出转速与振动之间的大小关系,转子存在的原始一阶不平衡量较小。
2、带负荷后
并网带负荷后,2#轴瓦振动变化较大,带负荷初期振动在51μm左右,随着负荷增加至满负荷运行,其振动最高达97μm,并主要表现为工频(50Hz)振动的增加,而且加负荷过程中,3#、4#瓦振动也有上升趋势;带稳定负荷运行过程中,2#轴瓦垂直振动最初在80μm左右,随后上升到93μm到97μm之间,3#瓦轴向和水平方向振动也有较大幅度的增长。图2所示是带负荷下2#瓦振动及相位变化情况。从列表数据及图中曲线可明显的看出振动及相位的变化情况,其振动峰值变化约40,相位变化在40度左右。
图2 带负荷下2#瓦振动及相位变化
三、振动产生的原因
1、制造原因对振动的影响
一般来说,由制造原因引发的振动不是很多,由汽封、油封与转子磨擦等。这样由尺寸过小引起的原因都歸为安装原因。
(1)动平衡原因
厂家做动平衡时,数值不准确。如伊敏电厂1#机是500MW机组,它的振动超差主要是因为厂家所做动平衡数值不准而造成的。在对相角和振幅做了测算后。在转子上加装了配重块后,才将振动压了下来;平衡块脱落、串动或叶片损坏、断落,在大庆热电厂1#机哈三生产的200MW机组试运过程中,机组稳定运行了50多个小时后,振动曲线突然增大,并且相角稳在单一方向,打闸停机后检查,发现低压转子末级围带脱落了200mm,由此致使转子失衡,引发振动。
(2)转子本身加工制造原因
山东魏桥现场8#机南京汽轮机厂生产的30MW机组,在试运期间,达到额定转速3000rpm时,各瓦振动都在0.03m以内,带负荷至30%时,振动开始增加,并且振动随负荷增加而增大。最终被迫停机。在检查其它各方面没有查出问题后,只好打开前箱,将转子轴头卸下后,从转子中心孔内淌出油来。原来厂家在加工轴头时,不慎将一工艺孔与喷油试验孔钻通,试运时,油就从这儿进到转子内部,从而引发振动。
2、安装原因对振动的影响
(1)在安装过程中,由于汽缸台板出现间隙,二次灌浆层会引起振动。在伊敏电厂1#机汽缸扣盖后一年,机组还有开始试运,此时,在例行检查中发现低压缸台板出现间隙。为了避免启机时出现问题。在对汽缸做了大量的调整工作,消除了台板间隙,避免了试运中由此而引发主机振动的情况的发生。
(2)轴瓦本身的各部尺寸做的不符合要求,也会引起振动。油楔的开度、瓦口间隙、瓦顶间隙和瓦顶紧力及瓦垫与洼窝的接触程度都能对瓦振产生影响。
(3)实际安装的凸轮配汽机构与厂家的试验曲线不相符。会影响负荷对汽门的开度。汽门的开度不均匀又使汽缸进汽量不均匀,能引起转子的振动。魏桥现场7#机就是由于进汽不均匀引起振动的。后来重新调整了调速汽门的进汽方式,振动问题得到了解决。
(4)汽封、油档与转子磨擦还会引起振动。在安装过程中,汽封间隙和油档间隙一般做的都不会很大。如果间隙做大了,运行时会漏汽、漏油和油中进水。而间隙过小,机组启动后,转子中心抬高,可能会发生磨擦。
(5)与汽缸连接的管道在随汽轮机膨胀时受阻,从而限制汽轮机的膨胀,能引起轴承的位置和标高发生变化,导致转子中心变化而引起振动。在实际中,由连接在轴承箱上的油管道膨胀受阻引起的振动比较常见。
(6)轴向振动主要发生在有球面瓦的发电机上。它产生的原因主要有两点:一是球面刮研时,接触面研的不好,运行时局部点发生卡涩,就会引起振动,这种情况经翻瓦重新刮瓦后即可消除;二是球面瓦的瓦顶紧力应严格控制在0~0.05mm之间,否则过大过小都会引起瓦的轴向振动。去年,我单位在大庆一化工厂自备电厂的6MW机组试运时发电机4#瓦发生的轴向振动,就是由于轴瓦紧力过大限制了瓦的轴向转动而引起的。
3、运行原因对振动的影响
(1)汽缸膨胀不均匀,会引起机组振动。由于汽缸膨胀不均匀,会引起轴承的位置和标高发生变化,从而导致转子中心发生变化。同时还会减弱轴承的支承刚度,改变轴承的载荷,有时还会引起动静部位磨擦,膨胀不均匀主要原因有:滑销系统卡涩、机组暖机时间短、暖机加热不均匀。
(2)热态启动时,汽缸的上下温差过大,致使汽缸变形过大,使转子的中心发生变化能引起振动。
(3)凝汽器水位过高,引起真空下降,排汽温度过高,汽缸中心线变化能引起机组振动。
(4)运行中除氧器满水,能引起轴封供汽进水,使汽轮机轴端到冷却而弯曲,造成转子振动超差。
(5)由于润滑油压低、油量不足、油压过高,使油膜难以形成或油膜失稳,由油膜振荡也会引起转子振动。
四、汽轮机振动的危害
汽轮机运行中振动的大小,是机组安全与经济运行的重要指标,也是判断机组检修质量的要指标。汽轮机运行中振动过大,会影响到电厂的安全正常运行,可能造成以下危害:
1、机组经济性降低汽轮机汽封间隙的大小,对汽轮机热经济性有很大影响。而汽封间隙能否保持较小数值很大程度上取决于机组的振动状况。过大振动会使汽封间隙增大,使机组热经济性降低。
【关键词】 汽轮振动;原因;危害
一、前言
随着科学技术的不断进步,解决了很多汽轮机振动带来的危害,给人们的生活安全带来了保障。但是仍然存在一些问题需要解决,同时也能使防止和解决汽轮机振动的危害这项技术达到另一个顶峰。
二、振动监测
1、升速过程
升速过程中,用东南大学ZXP-F160型振动数据采集分析系统对机组进行了测试,以下是升速时的波德图。
图1 升速波德
由升速波德图可看出转速与振动之间的大小关系,转子存在的原始一阶不平衡量较小。
2、带负荷后
并网带负荷后,2#轴瓦振动变化较大,带负荷初期振动在51μm左右,随着负荷增加至满负荷运行,其振动最高达97μm,并主要表现为工频(50Hz)振动的增加,而且加负荷过程中,3#、4#瓦振动也有上升趋势;带稳定负荷运行过程中,2#轴瓦垂直振动最初在80μm左右,随后上升到93μm到97μm之间,3#瓦轴向和水平方向振动也有较大幅度的增长。图2所示是带负荷下2#瓦振动及相位变化情况。从列表数据及图中曲线可明显的看出振动及相位的变化情况,其振动峰值变化约40,相位变化在40度左右。
图2 带负荷下2#瓦振动及相位变化
三、振动产生的原因
1、制造原因对振动的影响
一般来说,由制造原因引发的振动不是很多,由汽封、油封与转子磨擦等。这样由尺寸过小引起的原因都歸为安装原因。
(1)动平衡原因
厂家做动平衡时,数值不准确。如伊敏电厂1#机是500MW机组,它的振动超差主要是因为厂家所做动平衡数值不准而造成的。在对相角和振幅做了测算后。在转子上加装了配重块后,才将振动压了下来;平衡块脱落、串动或叶片损坏、断落,在大庆热电厂1#机哈三生产的200MW机组试运过程中,机组稳定运行了50多个小时后,振动曲线突然增大,并且相角稳在单一方向,打闸停机后检查,发现低压转子末级围带脱落了200mm,由此致使转子失衡,引发振动。
(2)转子本身加工制造原因
山东魏桥现场8#机南京汽轮机厂生产的30MW机组,在试运期间,达到额定转速3000rpm时,各瓦振动都在0.03m以内,带负荷至30%时,振动开始增加,并且振动随负荷增加而增大。最终被迫停机。在检查其它各方面没有查出问题后,只好打开前箱,将转子轴头卸下后,从转子中心孔内淌出油来。原来厂家在加工轴头时,不慎将一工艺孔与喷油试验孔钻通,试运时,油就从这儿进到转子内部,从而引发振动。
2、安装原因对振动的影响
(1)在安装过程中,由于汽缸台板出现间隙,二次灌浆层会引起振动。在伊敏电厂1#机汽缸扣盖后一年,机组还有开始试运,此时,在例行检查中发现低压缸台板出现间隙。为了避免启机时出现问题。在对汽缸做了大量的调整工作,消除了台板间隙,避免了试运中由此而引发主机振动的情况的发生。
(2)轴瓦本身的各部尺寸做的不符合要求,也会引起振动。油楔的开度、瓦口间隙、瓦顶间隙和瓦顶紧力及瓦垫与洼窝的接触程度都能对瓦振产生影响。
(3)实际安装的凸轮配汽机构与厂家的试验曲线不相符。会影响负荷对汽门的开度。汽门的开度不均匀又使汽缸进汽量不均匀,能引起转子的振动。魏桥现场7#机就是由于进汽不均匀引起振动的。后来重新调整了调速汽门的进汽方式,振动问题得到了解决。
(4)汽封、油档与转子磨擦还会引起振动。在安装过程中,汽封间隙和油档间隙一般做的都不会很大。如果间隙做大了,运行时会漏汽、漏油和油中进水。而间隙过小,机组启动后,转子中心抬高,可能会发生磨擦。
(5)与汽缸连接的管道在随汽轮机膨胀时受阻,从而限制汽轮机的膨胀,能引起轴承的位置和标高发生变化,导致转子中心变化而引起振动。在实际中,由连接在轴承箱上的油管道膨胀受阻引起的振动比较常见。
(6)轴向振动主要发生在有球面瓦的发电机上。它产生的原因主要有两点:一是球面刮研时,接触面研的不好,运行时局部点发生卡涩,就会引起振动,这种情况经翻瓦重新刮瓦后即可消除;二是球面瓦的瓦顶紧力应严格控制在0~0.05mm之间,否则过大过小都会引起瓦的轴向振动。去年,我单位在大庆一化工厂自备电厂的6MW机组试运时发电机4#瓦发生的轴向振动,就是由于轴瓦紧力过大限制了瓦的轴向转动而引起的。
3、运行原因对振动的影响
(1)汽缸膨胀不均匀,会引起机组振动。由于汽缸膨胀不均匀,会引起轴承的位置和标高发生变化,从而导致转子中心发生变化。同时还会减弱轴承的支承刚度,改变轴承的载荷,有时还会引起动静部位磨擦,膨胀不均匀主要原因有:滑销系统卡涩、机组暖机时间短、暖机加热不均匀。
(2)热态启动时,汽缸的上下温差过大,致使汽缸变形过大,使转子的中心发生变化能引起振动。
(3)凝汽器水位过高,引起真空下降,排汽温度过高,汽缸中心线变化能引起机组振动。
(4)运行中除氧器满水,能引起轴封供汽进水,使汽轮机轴端到冷却而弯曲,造成转子振动超差。
(5)由于润滑油压低、油量不足、油压过高,使油膜难以形成或油膜失稳,由油膜振荡也会引起转子振动。
四、汽轮机振动的危害
汽轮机运行中振动的大小,是机组安全与经济运行的重要指标,也是判断机组检修质量的要指标。汽轮机运行中振动过大,会影响到电厂的安全正常运行,可能造成以下危害:
1、机组经济性降低汽轮机汽封间隙的大小,对汽轮机热经济性有很大影响。而汽封间隙能否保持较小数值很大程度上取决于机组的振动状况。过大振动会使汽封间隙增大,使机组热经济性降低。