汽輪機轉(zhuǎn)子振動的原因？

汽輪機也稱蒸汽透平發(fā)動機，是一種旋轉(zhuǎn)式蒸汽動力裝置，高溫高壓蒸汽穿過固定噴嘴成為加速的氣流后噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時對外做功。汽輪機是現(xiàn)代火力發(fā)電廠的主要設備，也用于冶金工業(yè)、化學工業(yè)、艦船動力裝置中。今天給大家介紹幾種汽輪機常見故障：機組振動故障、油系統(tǒng)故障、水沖擊。

一、機組振動故障

汽輪機是高速旋轉(zhuǎn)機械，因此運行中總是存在不同程度、方向的振動，凡是限定范圍內(nèi)的振動不會對設備造成危害，是允許的。但由于各種原因，機組運行過程尤其在試運行時會出現(xiàn)振動異常下面給大家介紹幾種常見的振動故障特征：質(zhì)量不平衡、轉(zhuǎn)子的彎曲、聯(lián)軸器不對中、裂紋轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子中心孔進油、轉(zhuǎn)子截面剛度不對稱。

√質(zhì)量不平衡

轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡是汽輪發(fā)電機組很常見的振動故障，它約占了故障總數(shù)的80%。隨著制造廠加工、裝配精度以及電廠檢修質(zhì)量的不斷提高，這類故障的發(fā)生率正在逐漸減少。即使如此，質(zhì)量不平衡目前仍是現(xiàn)場機組振動的主要故障。
處理手段：低速動平衡，高速動平衡。

√轉(zhuǎn)子彎曲

轉(zhuǎn)子熱彎曲引起的質(zhì)量不平衡的主要特征是工頻振動隨時間的變化。
隨機組參數(shù)的提高和高參數(shù)下運行時間的延續(xù)，工頻振幅逐漸增大，相位也隨之緩慢變化，一定時間后這種變化趨緩，基本不變。
存在熱彎曲的轉(zhuǎn)子降速過程的振幅，尤其是過臨界轉(zhuǎn)速時的振幅，要比轉(zhuǎn)子溫度低啟機升速時的振幅大。
兩種情況下的波特圖可以用來判斷是否存在熱彎曲。為此有時需要安排專門的試驗，機組不采用滑參數(shù)停機的方式，較快地減負荷，以雙察轉(zhuǎn)子溫度高的情況下降速過程的幅頻特性，和冷態(tài)啟機時進行比對。一旦轉(zhuǎn)子溫度降低，轉(zhuǎn)子的彎曲會很快恢復。因此，測試須在轉(zhuǎn)子彎曲沒有wan全恢復前進行。

√聯(lián)軸器不對中

聯(lián)軸器不對中是汽輪發(fā)電機組振動常見故障。聯(lián)軸器不對中是指相鄰兩根轉(zhuǎn)軸軸線不在同一直線上；或不是一條連續(xù)的光滑曲線，在聯(lián)軸器部位存在拐點或階躍點。
聯(lián)軸器有三種不對中：平行不對中、角度不對中、綜合不對中
它們會給機組帶來下列后果：轉(zhuǎn)子連接處將產(chǎn)生兩倍頻作用的彎矩和剪切力；相鄰軸承將承受工頻徑向作用力。兩種力的作用都將使轉(zhuǎn)軸的軸承受力情況惡化，對結構和安全產(chǎn)生不利影響。

√轉(zhuǎn)子裂紋

轉(zhuǎn)子裂紋產(chǎn)生的原因多是疲勞損傷。
運行時間長的老機組，由于應力腐蝕，會在轉(zhuǎn)子原本存在誘發(fā)點的位置產(chǎn)生微裂紋，其后隨著環(huán)境因素的持續(xù)作用，微裂紋逐漸擴展，發(fā)展為宏裂紋。
原始的誘發(fā)點通常出現(xiàn)在應力高且材料有缺陷的地方，如軸上應力集中點、加工時留下的刀痕、劃傷處、材質(zhì)存在微小缺陷的部位等。

√轉(zhuǎn)子中心開孔進油

汽輪機轉(zhuǎn)子中心孔進油在現(xiàn)場時有發(fā)生。造成進油的原因通常有兩種可能：
中心孔探傷后油沒有及時清理干凈，殘存在孔內(nèi)；大軸端部堵頭不嚴，運轉(zhuǎn)起來后由于孔內(nèi)外壓差使得潤滑油被逐漸吸入孔內(nèi)。

√轉(zhuǎn)子截面剛度不對稱

汽輪發(fā)電機組軸系中可能出現(xiàn)截面剛度不對稱的是發(fā)電機轉(zhuǎn)子。當這種轉(zhuǎn)子水平放置時，在重力作用下的，在各個臨界轉(zhuǎn)速的一半時有一個響應峰，其振動頻率是轉(zhuǎn)速的2倍。
轉(zhuǎn)子剛度的不對稱又使轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)的一周中靜撓曲線改變兩次，這樣，就會產(chǎn)生兩倍頻的激振力，這個激振力與電磁力無關，是轉(zhuǎn)子的力學特性決定的。

二、油系統(tǒng)故障

汽輪機須設臵油系統(tǒng)，其作用主要是供給機組各軸承潤滑油，使軸頸和軸瓦之間形成油膜，以減少摩擦損失，同時帶走由摩擦產(chǎn)生的熱量和由轉(zhuǎn)子傳來的熱量；供給動力驅(qū)動、調(diào)節(jié)系統(tǒng)和保安裝臵用油；供給油密封裝臵密封油以及大型機組的頂油裝臵用油。供油系統(tǒng)須在任何情況下都能保證可靠用油，否則會引起軸瓦烏金的損壞或熔化，影響動力控制，嚴重時會造成設備的損壞事故。汽輪機組的油系統(tǒng)是由貯油箱、油泵、油冷卻器、油過濾器、安全閥、止回閥、調(diào)壓閥、控制閥以及高位油箱、蓄壓器、油管路等組成。
√油系統(tǒng)常見故障有：
1.壓力油油壓偏低壓力油意外泄漏；電動油泵轉(zhuǎn)向不對；油箱油位過低，不僅油泵出口油壓降低，而且油壓波動；系統(tǒng)配臵缺陷；機組正常用油量大于泵的額定流量，造成油壓降低。
2.主、輔油泵切換困難自帶主油泵的汽輪機，起動過程中達到切換轉(zhuǎn)速后，停用輔助油泵機組無法繼續(xù)運行。
3.漏油

三、沖擊因水或冷蒸汽進入汽輪機而引起的事故。
水沖擊后果：推力軸承損壞、葉片損傷、汽缸和轉(zhuǎn)子熱應力裂紋、動靜部分碰磨、高溫金屬部件翹曲或變形，以及由此帶來的汽輪發(fā)電機組振動，從而導致軸承、基礎及油系統(tǒng)損傷等。
是現(xiàn)代大型汽輪機發(fā)生較多且對設備損傷較為嚴重的惡性事故之一。


其實，這些故障中，大多是可以預防的，所以我們在實際工作中，應加強以下幾方面的工作：
1.加強運行監(jiān)測及巡視檢查力度，提高值班人員責任意識。時刻注意溫度、壓力、油質(zhì)、振動、位移、脹差、真空等參數(shù)變化情況，異常情況及時發(fā)現(xiàn)、及時分析、及時調(diào)整。
2.規(guī)范檢修，嚴格把關，提高檢修維護人員的質(zhì)量意識。貫徹“應修必修、修必修好"的原則，確保每臺設備都處于完好狀態(tài)，性能可靠。
3.加強設備運行狀態(tài)監(jiān)測。借助科學儀器，對設備運行過程中的狀態(tài)進行檢測，及時發(fā)現(xiàn)隱形缺陷或故障苗頭，把設備缺陷或故障消滅在萌芽狀態(tài)。
4.加強培訓，提高運行人員和檢修人員的技術、業(yè)務水平，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。
5.完善預案，提高在應急狀態(tài)下的反應速度和處理問題的能力水平。