前言
汽輪發電機組振動的大小直接關系到機組能否安全運行,而對于發電廠來說安全就是最大的經濟效益。引起機組振動過大或者不正常的原因有很多,既有設計制造方面的原因,也有運行方面的原因,還有安裝和檢修等方面的原因,下面就這幾個影響因素分別介紹。
1設計制造方面
汽輪發電機轉子是一個高速旋轉機械,如果轉子的質心與旋轉中心不重合則會因為轉子的不平衡而產生一個離心力,這個離心力對軸承產生一個激振力使之引起機組振動,如果這個離心力過大,則機組的振動就會異常。所以,汽輪發電機轉子在裝配時每裝配一級葉片都應該對該級葉片進行動平衡試驗,整個轉子裝配完成后在出廠之前還應該對整個轉子進行低速和高速動平衡,以確保轉子的不平衡量在一個合格的范圍內。
在制造廠家,轉子不平衡量較大的原因主要由是機械加工精度不夠和裝配質量較差引起,所以必須提高加工精度,同時保證裝配質量,從而才能保證轉子的原始不平衡量不致于太大。另外,如果機組的設計不當也會引起機組的振動。例如,在設計階段軸承的選用是非常重要的,如果軸承選取不當,則會因為軸承穩定性太差而轉子極小的不平衡量也可能引起機組較大的振動,或者油膜形成不好而極易誘發油膜振動。
2安裝和檢修方面
安裝和檢修對機組振動的影響非常大,根據對現場機組振動的經驗,現場很多機組的振動過大都是由于安裝和檢修不當引起的,或者說機組的振動很多時候都是可以通過安裝或檢修來解決的。針對現場情況,下面重點介紹對機組振動有明顯影響的幾個方面。
2.1軸承標高
不管是汽輪機還是發電機轉子,其兩端都是由軸承支撐的,如果兩端的軸承標高不在一個合理的范圍內,則兩端軸承的負荷分配就不合理。因此在機組大修或者安裝期間,應該根據制造廠家的建議,再結合各廠的實際情況對機組軸承標高進行認真的調整。因為制造廠家提供的數據是根據機組冷態時的情況再綜合一般機組受熱后膨脹的情況得出的,由于各臺機組的實際情況不盡相同,因此受熱后的膨脹也不完全一樣,所以必須結合各廠的實際情況對機組軸承標高進行調整。
2.2機組中心
機組中心應包括轉子與汽缸或靜子的同心度、支撐轉子各軸承的標高、軸系連接的同心度和平直度。如果轉子與汽缸或靜子的同心度偏差過大,則可能會引起汽流激振、電磁激振和動靜碰磨。若碰磨發生在轉軸處,則會使轉子發生熱彎曲而引起不穩定普通強迫振動。
2.3滑銷系統
不論是汽輪機還是發電機,當機組帶負荷受熱后都要產生膨脹,而又不能讓其自由膨脹,滑銷系統就是用于引導機組膨脹的。當滑銷系統卡澀時,機組的膨脹就會受到限制,當機組的膨脹受到限制時就會引起機組較大的振動,嚴重時以至于不能開機或者引起動靜碰磨,從而造成更大的破壞。
2.4動靜間隙
汽輪機轉子與汽缸和軸封之間以及發電機轉子與靜子之間都存在間隙。當汽輪機轉子與汽缸之間的間隙過大時,汽輪機內效率會降低;當汽輪機與軸封之間的間隙過大時可能引起蒸汽外漏或者空氣內漏,從而影響機組的效率和真空;當發電機轉子與靜子之間的間隙過大時同樣會影響發電機的效率。但是,它們之間的間隙又不能過小,否則將引起動靜碰磨,進一步會使機組的振動變化,以至于機組的振動超標。因此合理調整隔板汽封、端部汽封以及發電機轉子與靜子之間的間隙是非常重要的。
2.5軸承自身特性
軸承自身特性對機組振動的影響主要包括軸瓦緊力、頂隙和連接剛度等幾個方面。軸瓦緊力和頂隙主要影響軸承的穩定性,如果軸承的穩定性太差,在外界因素的影響下容易使機組振動超標。軸承的連接情況主要對軸承剛度產生影響,若軸承剛度不夠,在同樣大小的激振力下引起的振動較大,所以必須將軸承各連接螺栓擰緊,在現場經常發現由于連接螺栓未擰緊而引起振動的現象。
2.6轉子中心孔
現代汽輪機轉子大軸大都留有中心孔,在中心孔兩端用堵頭封堵,在檢修期間如果不慎讓異物(包括油、水等)進入中心孔,在轉子裝復回原后開機,機組肯定會出現振動異常的現象。
2.7活動部件
檢修期間如果有活動部件進入汽輪機,大修后開機活動部件可能在汽流的沖擊下撞傷甚至損壞汽輪機葉片,從而造成嚴重的事故,并引發機組振動;如果發電機內存在活動部件,一方面可能一起發電機內部短路,另一方面可能引起機組振動的不穩定,這將會對機組振動的診斷帶來困難。
3運行方面
如果在機組設計制造、安裝和檢修期間各方面都做得比較完美,那機組就不會因為振動過大而影響運行了嗎?答案是否定的,機組的振動除了與上面的各方面因素有關外,還與機組的運行狀況存在很大的關系。
3.1機組膨脹
前面已經講述機組滑銷系統對機組振動的影響情況,而機組的膨脹是受其滑銷系統制約的。當滑銷系統本身不存在問題時,如果運行人員操作不當,機組也會出現膨脹不暢的問題。
3.2潤滑油溫
油膜的形成除了與軸承烏金有關外,還有一個重要因素就是潤滑油油溫,潤滑油油溫應該在一