大型火电厂汽轮机轴承振动大的原因及对策分析 闫冰
大型火电厂汽轮机轴承振动大的原因及对策分析闫冰
发表时间：2019-11-15T17:24:11.423Z 来源：《基层建设》2019年第24期作者：闫冰[导读] 摘要：随着社会经济的不断发展，同时也是顺应可持续发展的要求，火电厂的规模和装机容量也在逐渐扩大。山东电力建设第三工程有限公司山东青岛 266100
摘要：随着社会经济的不断发展，同时也是顺应可持续发展的要求，火电厂的规模和装机容量也在逐渐扩大。汽轮机作为大型火电厂的重要组成部分，得到了广泛关注。一方面，汽轮机的正常运转能够使电力得到有效的规划。另一方面，随着装机容量的增大，汽轮机轴承仍然存在着振动较大的情况，需要技术人员去解决。
关键词：大型火电厂汽轮机；轴承震动；
随着时代的进步，工业生产及居民日常生活中，电能供给提出了新的质量要求。作为大型火电厂的重要设备，汽轮机运行状态直接影响到电能的正常供给。在实际工作中，汽轮机故障，尤其是轴承振大，为居民日常生产与生活造成了严重的影响，因此深入分析汽轮机轴承振大原因及处理措施，具有非常重要的意义。
1汽轮机轴承振大原因
1.1汽流激振。大型火电厂轴承转动中，气流激振现象比较常见，由此导致振动幅度变大，原因包含：1）汽轮机通过叶轮及安装的叶片，将蒸汽机械能转换为动能，蒸汽对叶片不断冲击，因叶片所占面积大，且末级叶片比较长。气流到达轮机尾端，运行不规则且比较混乱。同时，叶片具有膨胀与收缩性，连续性振动影响下发生改变，影响到汽轮机流经通道出现激振。2）气流激振与传统振动方式有所差异，其主要体现在频率不稳定，气流激振频率严重分化，如果汽轮机处于低频状态，其分量数值就会增大，产生较大的气流差值，运行参数不断变大，发生轴承振大。
1.2转子热变形。随着装机容量的增长，转子长度也不断增加，转子出现热变形，导致机组振动出现异常。首先，根据转子热变形机组振动特点，振动幅度与机组转子运行时间密切相关。转子运行时间越长，其产生的热量就越多，温度也不断增加。转子运行是有规则的，有相应的承受标准。如果高出现有负载量，就会影响汽轮机组冷却状态，转子自身金属特点也会改变。尤其在机组启动到定速时间，很多汽轮机转子都会出现热变形。其次，转子不断受热，就会发生弯曲变形，呈现出“凹凸不平”，在运作渠道中机组运行受阻，发生异常振动。此外，转子材质不同，其承受内应力也不同，热量释放也有所差异。转子受热后，导致振动倍数不断增加，结合热量散发频率形成相位波动，此种情况下，转子异常振动更加明显。
1.3摩擦振动。摩擦振动引起振大主要体现为：1）受转子影响，机组运行中，工作温度不断升高，导致机组内外部形成气压差。如果气压差发生变化，振动信号也会不同，受线性冲击影响，主工频产生新的不平衡力并占据主导地位，由此形成振动加剧现象。2）转子与轴承摩擦过程中，火电机组分化统一区间波形，分化数量大，波形发生“削顶”现象，导致振动加剧。3）汽轮机持续运转情况下，突然骤停，导致相位变化，轴承临界值出现降速，原始温度变小。由此温度突然升高或降低，就会引起汽轮机抖动，产生摩擦导致振动加剧。
1.4轴封供汽压力。在汽轮机组中，轴封是重要构成部件，其结构、材质与形状也会造成轴承振动。其材质构造，一般通过高压封片进行安装。机组运行时，温度升高无法规避，高压封片类似于硬性组件，外部结构比较脆弱，使用不当会发生软化问题。如果轴封受热变形，就会使轴封供气压力变大，封片发生倒伏，高压端蒸汽外漏，低压端空气进入。随着负荷变化，轴封呈现高低起伏不同的变化，尤其是低压缸轴封供气压力与内部蒸汽两者之间的压力差，导致振动加剧。（5）人员操作不规范。汽轮机组运行中，操作人员操作不规范，也是引起轴承振大的重要因素。部分火电厂操作人员主管认为自身经验丰富，不用检查就可进行操作，因此实际执行时，不会严格依照步骤进行操作，甚至出现错误操作，导致润滑油发生中断。一旦润滑油中断，轴承失去支撑动力，汽轮机动静部分出现严重的摩擦，从而引起振动加剧问题。
2.大型火电厂汽轮机轴承振动大的处理方法
2.1 仔细检查排除汽流激振现象
仔细排查气流激振现象非常必要。主要内容有：
（1）运行人员进行定期检查，根据汽轮机的特点进行气流激振的信息记录。
（2）分析故障。检查人员应该以“月”或者“年”为标准，将每一次振动所出现的时间以及相关数据对应。并根据机组轴承振动中的最大值与最小值的比较，绘制出相应的曲线。
（3）曲线的分析工作。曲线的走势与变化幅度都代表着汽轮机在负荷临界点的速率变化。检查人员应该采用逐一排除的方式，根据蒸汽流量的不同进行气汽压的调整，最终达到气流激振排除的目的。
2.2 控制转子温度，避免因受热不均产生热变形
控制转子温度的措施主要体现在以下几个方面：
（1）工作人员要进行转子的状态性检查，以转子系统的均和性为主，将旋转的重心进行重新调整。如果重心以规范化布局的形式呈现在机组内部，那么则会使轴承的工频减弱，从而实现转子温度控制的目标。
（2）运行人员定期监视转子的温度及偏心，合理安排机组检修时间，将偏心大的转子进行直轴，消除弯曲情况，避免转子热弯曲的发生。
（3）加强机组的开停机管理，使转子受热均匀，避免转子热弯曲。通过以上措施从而减少动静摩擦，防止振动产生。
2.3 掌握摩擦振动原理，减轻摩擦振动现象
首先，工作人员应该从摩擦的基本原理出发，研究振动现象。摩擦振动主要体现在转子上。当转子出现热弯曲的现象时，汽轮机会出现运动不规则、剧烈抖动等情况。由于转子的受力面積不同，所以摩擦力的大小也不尽相同。如果摩擦力相对较大，转子在不断运行下的温度也会随着升高，两个截面中的运转不平衡加剧。转子的某一局部会出现过热的现象，从而造成转子弯曲，振动增加。所以，工作人员应该从摩擦的原理出发，检查与核实问题。主要有：
（1）记录振动的稳定性，及时检查转子质量。检查人员要调整机组运行中的温度与频率，将相邻两轴承之间的位置进行有效的调整。按照汽轮机的负荷、转速以及运转时间进行逐一统计，在运动规则性得以体现。（2）调整两个截面的位置，实现受力的均匀性与平衡性，减少摩擦过程中的热量。