中鋁(lǚ)山東熱電(diàn)廠技術(shù)中(zhōng)心

汽(qì)輪發電機組轉(zhuǎn)動部件與靜止(zhǐ)部件的碰摩是(shì)運行中常(cháng)見故(gù)障,而(ér)轉軸碰摩(mó)是機組起動和(hé)正常運行(háng)中振(zhèn)動突(tū)然增大的(de)主要故(gù)障之一(yī)。汽輪機動靜部分碰(pèng)磨對設備(bèi)造成的危(wēi)害是(shì)非常(cháng)嚴重(zhòng)的,據(jù)國内(nèi)汽輪(lún)機彎軸事故統(tǒng)計表(biǎo)明,其中86%由(yóu)轉軸(zhóu)碰磨引起(qǐ),轉軸(zhóu)碰磨嚴(yán)重時會引起(qǐ)軸破壞。因(yīn)此,分(fèn)析和(hé)研究(jiū)汽輪(lún)機(jī)動靜部(bù)分發生碰磨的(de)原因,可避免事故的(de)發生(shēng),以保(bǎo)證機(jī)組的(de)安全可靠運行。

1　摩擦振動(dòng)的(de)特征

碰(pèng)磨具有多(duō)種(zhǒng)征(zhēng)兆,易(yì)變的信号特征與(yǔ)外(wài)界條(tiáo)件有密切的關(guān)系,在某一時刻(kè)出現(xiàn)的特(tè)征,在(zài)其它時刻可能不再複(fú)現,這使(shǐ)得碰磨(mó)帶有不确定(dìng)性(xìng)。發生碰(pèng)磨時,具(jù)體(tǐ)的信号特(tè)征(zhēng)如下:

(1)振(zhèn)動信号(hào)的(de)時域(yù)波形發生畸變(biàn);

(2)當機組(zǔ)在升速(sù)過程中發(fā)生碰(pèng)磨時,經過多次(cì)起停(tíng),或者是暖(nuǎn)機時(shí)間的延長(zhǎng),振動(dòng)值(zhí)将逐漸(jiàn)減小;

(3)碰磨點處(chù)軸振(zhèn)的工(gōng)頻或(huò)通頻振動(dòng)值快速增大(dà);

(4)輕微碰(pèng)磨主要(yào)是(shì)工頻(pín)振動(1x),當嚴重碰(pèng)磨時,除(chú)了(le)工頻成分(fèn)外還有其(qí)它的(de)倍頻成分(fèn),如2x3x等(děng);

(5)當軸(zhóu)頸和(hé)軸瓦發(fā)生(shēng)碰磨(mó)時,軸瓦的烏金(jīn)溫度和回油溫(wēn)度将(jiāng)會(huì)升高;

(6)低(dī)轉速時在汽封(fēng)或軸瓦處用聽(tīng)針能(néng)聽(tīng)到(dào)異常的聲音(yīn)。

2　碰磨産(chǎn)生的原因

汽輪(lún)機組的(de)徑向和(hé)軸向碰磨通常發生(shēng)在隔闆汽(qì)封、葉片圍(wéi)帶汽(qì)封以及軸封部(bù)位,徑向碰(pèng)磨還(hái)可能發生在各軸承的油(yóu)擋、汽封片部位(wèi)。發電(diàn)機的徑向(xiàng)碰磨通常發生(shēng)在密(mì)封瓦處。

2.1機組動(dòng)靜碰磨(mó)原(yuán)因

2.1.1轉(zhuǎn)軸振動(dòng)過(guò)大

造(zào)成軸(zhóu)振動過大(dà)的原因有質量不平衡、轉子彎(wān)曲、軸系失穩等(děng)。不管那種原因(yīn),大振(zhèn)動下的轉軸振幅(fú)一旦大(dà)到動(dòng)靜間隙值,都可(kě)能與靜止(zhǐ)部位發(fā)生碰磨(mó)。

2.1.2動靜(jìng)間隙過小(xiǎo)或(huò)消失

造成軸(zhóu)封間隙過小(xiǎo)或(huò)消失的原(yuán)因有(yǒu)上下缸(gāng)溫差過(guò)大,使(shǐ)得軸封間(jiān)隙減小(xiǎo)或消失(shī);

汽缸與法(fǎ)蘭溫差過(guò)大,使(shǐ)得轉(zhuǎn)子兩端(duān)軸封上(shàng)下間隙減小;

軸(zhóu)瓦烏金磨(mó)損或(huò)燒瓦(wǎ),使得(dé)軸封下部(bù)間(jiān)隙消失;

安裝或檢修時(shí)軸封(fēng)間隙調得(dé)過小;

汽缸膨脹(zhàng)偏斜,使得(dé)汽(qì)缸上的(de)軸封發生(shēng)單側碰磨;汽封殼體變形,使得(dé)軸(zhóu)封間隙(xì)減小(xiǎo)或消失;

汽輪機(jī)相對脹差(chà)過大,使隔闆(pǎn)與葉輪(lún)軸向通(tōng)流間隙(xì)減小;

機組在起(qǐ)動及運行(háng)過程(chéng)中,主(zhǔ)蒸汽(qì)管道(dào)及各抽(chōu)汽管道(dào)進水(shuǐ),汽輪機轉(zhuǎn)子推力突然大(dà)幅度增加,會使軸向通流(liú)間隙(xì)減小(xiǎo);

軸(zhóu)承箱出(chū)現嚴重(zhòng)卡澀,機組(zǔ)在起動時膨(péng)脹不出來,停機(jī)時縮(suō)不回去,也(yě)會産生(shēng)通(tōng)流軸(zhóu)向間(jiān)隙減小。

3　碰(pèng)磨故(gù)障診斷方(fāng)法及其處理

3.1碰(pèng)磨故障診斷

現(xiàn)場診(zhěn)斷機組動(dòng)靜碰(pèng)磨有(yǒu)一定難度(dù)。如果認定(dìng)發生了碰磨,有時需要開(kāi)缸處(chù)理,工作(zuò)量較大。根據(jù)經驗,單純(chún)地用瓦振信号(hào)判斷碰磨,頻(pín)譜(pǔ)較複雜,易(yì)于混(hùn)淆,而軸振動信(xìn)号可提(tí)供更準(zhǔn)确的碰磨信息(xī)。因此,現場(chǎng)診斷應盡(jìn)量利用渦(wō)流傳(chuán)感(gǎn)器(qì)。事先沒有(yǒu)安裝渦流(liú)傳感(gǎn)器的機組,當懷疑發生碰(pèng)磨後,應盡早加(jiā)裝,利(lì)于以後的(de)測試和(hé)診斷。在(zài)依據振(zhèn)動信号(hào)特征診(zhěn)斷碰(pèng)磨的同時,還需要(yào)了解機組安裝或大修中(zhōng)的情(qíng)況,查(chá)閱(yuè)有(yǒu)關的(de)間隙記(jì)錄。運行(háng)人員在機(jī)組起(qǐ)動過(guò)程常采取(qǔ)聽診(zhěn)的方(fāng)法,對碰磨的确定有(yǒu)時也是(shì)有用的。分析中把這些(xiē)信息結(jié)合(hé)起來(lái),可提(tí)高診斷的準确性。對于高(gāo)中壓(yā)缸和(hé)雙層(céng)結構的低壓缸(gāng),通流(liú)部分的碰磨聲難于準确(què)傳(chuán)出,隻有軸端(duān)汽封的碰磨(mó)比(bǐ)較容(róng)易聽到。因(yīn)此,不能将(jiāng)某一種方(fāng)法的結論作為(wéi)認定碰磨(mó)故障的決(jué)定性(xìng)判據。

3.2碰磨故障(zhàng)處理

對于發生動靜(jìng)碰(pèng)磨的機組,采取的(de)處理(lǐ)方法要根據碰(pèng)磨故障(zhàng)嚴重程(chéng)度和檢修工期(qī)而定,處理方法(fǎ)有下列5種(zhǒng):

(1)提高(gāo)升速率。如果碰(pèng)磨發(fā)生(shēng)在(zài)某一(yī)低轉(zhuǎn)速(sù)點或臨(lín)界轉速(sù)前,現場(chǎng)對碰磨判斷的(de)準确性把(bǎ)握較大,且僅是(shì)個别(bié)瓦振大(dà),大(dà)多數(shù)瓦振(zhèn)正常,整個機(jī)組不存在其(qí)它振動,可采取(qǔ)提高升速率沖過這(zhè)一(yī)轉速區(qū),直接(jiē)升到高轉速(sù)或3000r/min的(de)方法。

(2)根(gēn)據振動調(diào)整運(yùn)行參(cān)數(膨脹、差(chà)脹、負荷(hé)、缸(gāng)溫等(děng)),使機(jī)組通過發(fā)生碰磨的工況(kuàng)區。

(3)長時間(jiān)暖機(jī)。将機(jī)組打閘至(zhì)盤車狀态,或保持在(zài)某(mǒu)一轉速(sù)數小時(shí)甚(shèn)至數(shù)十小時,使碰磨(mó)部位自(zì)行磨合(hé)消除。

(4)根(gēn)據對産生碰(pèng)磨原因的分析,從外(wài)部消(xiāo)除缺(quē)陷。

(5)如果碰(pèng)磨部位發(fā)生在(zài)軸封處,對于汽(qì)缸端部汽封套、汽封(fēng)環可拆卸(xiè)的機組從(cóng)外部調整。對(duì)于個别(bié)大機(jī)組,如果能準确判斷(duàn)碰磨(mó)的(de)徑向(xiàng)方位,調(diào)整軸(zhóu)承标高(gāo)或(huò)聯軸(zhóu)器對(duì)輪左(zuǒ)右偏(piān)差、張口也是一(yī)種工作量較小的措施,但(dàn)需執行(háng)常(cháng)規檢(jiǎn)修規(guī)範,注(zhù)意影(yǐng)響運行(háng)的相關因素(sù),如瓦溫、通(tōng)流間(jiān)隙等(děng)的變(biàn)化。

4　結(jié)論

(1)新建或(huò)大修後的機組(zǔ),由于汽輪機動靜間隙小(xiǎo),起動前軸(zhóu)偏心(xīn)、汽缸(gāng)溫差、差脹(zhàng)等重(zhòng)要參數一(yī)定要控制在規(guī)程規(guī)定的範圍内,在(zài)起(qǐ)動(dòng)過(guò)程(chéng)中要(yào)注意(yì)機組的振(zhèn)動情況,盡(jìn)量維(wéi)持參數(shù)的穩定(dìng),防止動靜(jìng)碰磨(mó)的發生,若在沖(chòng)轉過程中存在動靜碰(pèng)磨(mó)故障(zhàng),則在過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)振動會更(gèng)加(jiā)劇烈,甚至造(zào)成彎軸。如果轉(zhuǎn)速在一階臨界(jiè)轉速以下(xià)振動(dòng)達到(dào)規定的數值(zhí),應(yīng)該立即打(dǎ)閘停機,盤車一(yī)段時間正常後(hòu)再起動;如果轉(zhuǎn)速在(zài)一(yī)階臨界(jiè)轉速以上(shàng),則在(zài)振動(dòng)可以控(kòng)制(zhì)的轉速上多停留一段(duàn)時間,磨(mó)合一定時間後(hòu)再升速(sù),經過幾(jǐ)次起停,碰磨故(gù)障可(kě)以消除。

(2)若在運行(háng)中發現(xiàn)機組振動有增(zēng)大趨勢時,要嚴(yán)密監(jiān)視(shì)振動情(qíng)況,如(rú)果振動可以控制在一定(dìng)的變化範圍内(nèi),可以(yǐ)觀察運行(háng)一段時間,以磨合出(chū)适當的間(jiān)隙,如振(zhèn)動(dòng)上升(shēng)速度(dù)較快,要嚴(yán)格按運行規程(chéng)進行操作,必要(yào)時進(jìn)行(háng)緊(jǐn)急停機。

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