前言
汽輪發(fā)電機組振動的大小直接關(guān)系到機組能否安全運行,而對于發(fā)電廠來說安全就是最大的經(jīng)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(shè)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(shè)計制造方面
汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子是一個高速旋轉(zhuǎn)機械,如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合則會因為轉(zhuǎn)子的不平衡而產(chǎn)生一個離心力,這個離心力對軸承產(chǎn)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(fā)電機轉(zhuǎn)子在裝配時每裝配一級葉片都應(yīng)該對該級葉片進行動平衡試驗,整個轉(zhuǎn)子裝配完成后在出廠之前還應(yīng)該對整個轉(zhuǎn)子進行低速和高速動平衡,以確保轉(zhuǎn)子的不平衡量在一個合格的范圍內(nèi)。
在制造廠家,轉(zhuǎn)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(zhì)量較差引起,所以必須提高加工精度,同時保證裝配質(zhì)量,從而才能保證轉(zhuǎn)子的原始不平衡量不致于太大。另外,如果機組的設(shè)計不當也會引起機組的振動。例如,在設(shè)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(wěn)定性太差而轉(zhuǎn)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(fā)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(jù)對現(xiàn)場機組振動的經(jīng)驗,現(xiàn)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(xiàn)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(fā)電機轉(zhuǎn)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(nèi),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(yīng)該根據(jù)制造廠家的建議,再結(jié)合各廠的實際情況對機組軸承標高進行認真的調(diào)整。因為制造廠家提供的數(shù)據(jù)是根據(jù)機組冷態(tài)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(jié)合各廠的實際情況對機組軸承標高進行調(diào)整。
2.2機組中心
機組中心應(yīng)包括轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度、支撐轉(zhuǎn)子各軸承的標高、軸系連接的同心度和平直度。如果轉(zhuǎn)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(fā)生在轉(zhuǎn)軸處,則會使轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲而引起不穩(wěn)定普通強迫振動。
2.3滑銷系統(tǒng)
不論是汽輪機還是發(fā)電機,當機組帶負荷受熱后都要產(chǎn)生膨脹,而又不能讓其自由膨脹,滑銷系統(tǒng)就是用于引導(dǎo)機組膨脹的。當滑銷系統(tǒng)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(zhuǎn)子與汽缸和軸封之間以及發(fā)電機轉(zhuǎn)子與靜子之間都存在間隙。當汽輪機轉(zhuǎn)子與汽缸之間的間隙過大時,汽輪機內(nèi)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(nèi)漏,從而影響機組的效率和真空;當發(fā)電機轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙過大時同樣會影響發(fā)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(diào)整隔板汽封、端部汽封以及發(fā)電機轉(zhuǎn)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(wěn)定性,如果軸承的穩(wěn)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(chǎn)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(xiàn)場經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于連接螺栓未擰緊而引起振動的現(xiàn)象。
2.6轉(zhuǎn)子中心孔
現(xiàn)代汽輪機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子裝復(fù)回原后開機,機組肯定會出現(xiàn)振動異常的現(xiàn)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(fā)機組振動;如果發(fā)電機內(nèi)存在活動部件,一方面可能一起發(fā)電機內(nèi)部短路,另一方面可能引起機組振動的不穩(wěn)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(shè)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(guān)外,還與機組的運行狀況存在很大的關(guān)系。
3.1機組膨脹
前面已經(jīng)講述機組滑銷系統(tǒng)對機組振動的影響情況,而機組的膨脹是受其滑銷系統(tǒng)制約的。當滑銷系統(tǒng)本身不存在問題時,如果運行人員操作不當,機組也會出現(xiàn)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(guān)外,還有一個重要因素就是潤滑油油溫,潤滑油油溫應(yīng)該在一