浅析大型火电厂汽轮机组轴承振动大的原因及解决办法

浅析大型火电厂汽轮机组轴承振动大的原因及解决办法

发表时间：2019-05-16T15:37:35.773Z 来源：《电力设备》2018年第33期作者：陈东奇

[导读] 摘要：随着我国社会经济的快速发展，向各个行业发展提供充足电力能源的大型火电厂成为我国重点建设的目标，并且其建设规模也呈现了逐渐扩大的趋势。

（云南能投威信能源有限公司云南昭通 657903）

摘要：随着我国社会经济的快速发展，向各个行业发展提供充足电力能源的大型火电厂成为我国重点建设的目标，并且其建设规模也呈现了逐渐扩大的趋势。在大型火电厂汽轮机的安装过程中也逐步增加了装机容量，有效保证了电力规划的有效性。但是火电厂汽轮机轴承在火电厂装机容量不断提升的过程中，会出现振动较大的情况，严重影响了火电厂汽轮机的正常运行。本文首先阐述了汽轮机轴承振大的原因，然后针对大型火电厂汽轮轴承振大问题提出了具体的解决对策，最后简述了其改进效果，望对业界人士提供有效的参考意见。

关键词：大型火电厂；汽轮机轴承振大；原因分析；处理

前言：大型火电厂发电设备的重要组成部位是汽轮机组，在其长期连续地运转过程中会因为该设备内部的轴承振大而产生运行故障，影响了火电厂的正常运行。为了更好地保证火电厂的机组运行质量，我们要对汽轮机轴承产生振大的原因进行详细地分析，然后通过研究提出具体的应对策略，保证其日常运行的科学性，保证大型火电厂汽轮机组能够满足火电厂长时间稳定运行的安全性能，创造更大的社会效益。

1造成汽轮机轴承振大的具体原因

1.1气流激振因素

在火电厂日常运行中，轴承的运转会因为气流激振因素的影响造成振动幅度变大现象，下面要进行具体原因的分析。首先，汽轮机借助叶片或者叶轮会将蒸汽的机械能转换为设备所需要的动能，在转换过程中，因为蒸汽不断冲击叶片，导致整体的叶片受力不均匀，整体运行状态较为混乱或者偏离正常运行状态。且叶轮和叶片因为本身的属性问题会出现热胀冷缩的问题，在蒸汽连续振动和影响下就会导致叶轮和叶片不断变化，最终会导致汽轮机流经通道出现激振问题。其次，传统振动方式与气流激振在振动方式上表现出了较大区别。气流激振与传统振动方式相比，具有不稳定的激振频率，且气流激振频率呈现严重分化状态，若汽轮机呈现低频状态，其分量数值就会明显增大，较大的气流差值就会随之产生，运行参数呈现持续变大趋势，轴承振大也会随之产生。

1.2转子热变形因素

我国众多大型火电场的装机容量呈现了不断增长的趋势，面对转子长度呈现的不断增加的趋势，会造成转子的变形，最终会引发汽轮机组出现非正常振动。

着眼于转子热变形机组振动的角度进行分析，机组转子运行时间受到振动幅度的较大影响，即转子运行时间与温度呈现正相关关系。但是在运行过程中负载量超过转子的承受标准，金属材质的转子就会发生属性的改变，当机组启动到定速时间变化尤其明显。其次，因为持续受热时间长导致转子发生弯曲，不能正常运行，也会产生异常振动。此外，转子材质不同也会导致其热量释放呈现较大的不同。振动倍数会随着转子温度上升而增涨，并结合热量散发频率因素考虑，会形成相位波动，继而造成振动异常问题。

1.3摩擦振动因素

摩擦振动的原因：首先，转子在较长的时间内其温度会不断上升，气压差会产生于机组内外，气压差的变化会影响振动信号，在线性在线性冲击因素的影响下，且占据主导地位的主工频出现的新不平衡力会加剧振动问题。其次，转子在轴承摩擦期间，火电机组分化统一区间波形，分化数量大，波形的“削顶”加剧振动问题的呈现。最后，因为汽轮机组的运转骤停造成相位变动，相应的轴承的临界值降速问题造成原始温度降低。此类现象导致汽轮机严重的摩擦、抖动会加剧振动。

1.4轴封供汽压力因素

轴封的形状、材质和结构属性也会引发轴承的振动。当机组处在运行状态时，高压封片作为硬性组织无法回避温度的升高，较为脆弱的外部结构因为使用不当会发生软化。轴封受热变形造成轴封工期压力增大、封片倒伏、高压蒸汽外漏、低压端空气进入。轴封也会随着负荷的变化而变化，在低压缸轴封供气压力和内部蒸汽之间出现的压力差会加剧振动。

1.5人员操作不规范因素

大型火电厂操作人员对自己的作业能力没有正确定位，导致在众多检查环节没有按照相关规定进行操作，操作失误会导致润滑油中断，导致轴承出现严重的摩擦，进一步引发振动加剧。

2大型火电厂汽轮轴承振大问题的处理对策

2.1火电厂员工针对气流激振仔细排查

首先，针对员工的定期检查工作要制定成规范，保证其落实效果。其次，将振动数据与汽轮机组正常振动范围的最大、最小值进行比对，描绘变化曲线并进行分析，掌握汽轮机处于临界点时的塑料变化情况。工作人员要排查，调整蒸汽流量，尽快排除气流激振隐患。

2.2掌控转子温度，减少变形现象

要想控制好转子的温度，相关员工就要检查转子运行状态和转子系统的平衡性，调整转子旋转中心，中心分布规范化，降低轴承工频，控制转子温度。此外，工作人员要实时监视转子温度和偏心状况，按照科学性原则设计检修时机，解除弯曲隐患。最后，针对开停机管理要进行强化，保证转子受热均匀，解决转子热弯曲问题，并借助多样化手段降低转子动静摩擦频率，保证转子常规运行。

2.3控制摩擦振动的措施

转子出现热弯曲时，会引发汽轮机不规则甚至剧烈的抖动问题。摩擦力大小与转子的受力面积有着直接关系。若是转子呈现较大的摩擦力，其呈现的运行温度也会较高，相邻界面的运转情况呈现不均衡的现象。因为转子局部区域温度升高导致的转子弯曲现象，必须要从摩擦振动着手解决。首先，相关工作人员要记录振动数据，监测转子的运转状态。必要情况下，工作人员调整机组温度和频率，起到平衡相连轴承的作用。其次，为了更好地保持转子的受力均匀和平衡性能，工作人员要调整相邻界面位置，减少摩擦热量。

2.4建立健全轴系保护设备

通过提升机组轴承材料性能是保证振动检测工作的有效开展较为稳妥的处理手段。首先，统一大型火电厂所使用的轴承类型，精简轴系监控设备的安装流程。其次，通过工作人员调整实验工艺流程，保证工艺方法、轴承材料、安装更加规范。轴系控制设备能自动感应汽