(山西华兴铝业有限公司 山西省吕梁市兴县 033600)
摘要:汽轮机组的异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障,由于机组的振动往往受多方面的影响,只要跟机本体有关的任何一个 设备或介质都会是机组振动的原因。本文从进汽参数、疏水、油温、油质、等方面进行了分析研宄,提出了火电厂汽轮机的常见振动故障的排查及分 析方法。
关键词:汽轮机振动故障排查处理
1、火电厂汽轮机发展概述
火力发电是现代社会电力发展的主力军,火力发电站是将热能转换为 电力的发电厂,主要设备为汽轮机,汽轮机由是蒸汽驱动的、水被加热、变成蒸汽来旋转驱动发电机的蒸汽汽轮机。在通过汽轮机之后,蒸汽在冷凝器中冷凝并且再循环到其被加热的地方,这被称为朗肯循环。火力发电站设计的最大特点是化石燃料在这里占主导地位,某些火力发电厂还被设计为产生用于工业目的的热能,以用于区域供热或水的脱盐以及产生电力。化石能源经常在燃气轮机以及锅炉中燃烧,来自燃气汽轮机的废热以热废气的形式可以用于通过使该气体通过热回收蒸汽发生器(HRSG)来产生蒸汽,然后蒸汽被用于在联合循环中驱动蒸汽汽轮机提高整体效率。电站通常大规模构造并且设计用于连续操作,几乎所有的电力发电厂都使用 三相发电机来产生频率为50Hz或60Hz的交流电(AC)电力。大公司或机构能有自己的发电厂为他们的设施供热或供电,特别是如果蒸汽用于其他目的。
蒸汽驱动的汽轮机驱动发电机,该发电机为用于推进的电动机提 供动力。通常称为联合发电厂的联合热电厂产生用于过程热或空间加热的 电功率和热量。传统火力发电站的能源效率,被认为可销售能源产生的燃 料消耗的热值的百分比通常为33%至48%。与所有热力发动机一样,它们 的效率有限,并受热力学定律支配。在功率生产屮未使用的热量的能量必 须以对于环境的热的形式离开设备。这种废热可以通过冷凝器并与冷却水 一起或在冷却塔中处理。如果废热用于区域供热,则称为热电联产。
2、火电厂汽轮机的振动故障
2.1汕膜振荡
通常情况下,油膜振荡多发生在发电机组启动提速阶段,而该振动故 障产生的原因是轴承油膜上发动机转子在进行高速旋转,在旋转过程中转 子会受到一定的载荷作用,并对其运行稳定性造成一定的破坏。在正常情况下,轴承油膜上的发动机转子是一直处于稳定运行的,且转轴以轴线 为中心进行高速旋转,一旦其稳定性遭到破坏,那么轴颈转速也会随之增 加。由于蒸汽回路和所用材料中使用的高压,蒸汽汽轮机及其壳体具有高的热惯性。当预热蒸汽汽轮机以供使用时,主蒸汽停止阀:在锅炉之后: 具有旁路管线,以允许过热蒸汽缓慢地旁通阀门,并且与蒸汽汽轮机一起 继续加热系统中的管线。此外,当没有蒸汽时,接合转动齿轮以使汽轮机 缓慢旋转,以确保均匀加热,从而防止不均匀膨胀。在首先通过旋转齿轮 旋转汽轮机之后,允许转子采取直线平面的时间,然后旋转齿轮脱离接合, 并且蒸汽进入汽轮机,首先到达后退叶片,然后缓慢地到达前叶片以 10-15RPM旋转汽轮机以使汽轮机缓慢加热,大型蒸汽轮机的预热程序可能 超过十小时。这样一来,会使得轴承和转子之间的摩擦耗能增加,使得轴 系临界转速减慢,油膜压力增加,最终导致汽轮机油膜振荡故障产生,并 对整个发动机机组运行稳定性造成影响。
2.2气流激振
一般情况下,汽轮机组屮的高屮压转子是发生汽流激振的主要部件。 其原因是汽轮机内流中的蒸汽会发生一定程度的膨胀,这样一來,一方面 会使高屮压转子产生切向力转矩,另一方面还会产生一个从高压端到低压 端的轴向力。过热蒸汽或饱和蒸汽在高温和高压下离开锅炉,在进入汽轮 机时,蒸汽通过喷嘴和脉冲式汽轮机中的固定喷嘴或反应式汽轮机中的固 定叶片获得动能。当蒸汽离开喷嘴时,其以高速朝向涡轮转子的叶片移动。 由于叶片上的蒸气的压力导致叶片移动,因此在叶片上产生力。发电机或其他这样的装置可以放置在轴上,并且可以存储和使用在蒸汽屮的能量。
涡轮机的内部包括若干组叶片或轮叶,一组固定叶片连接到壳体,一组 旋转叶片连接到轴。该组与某些最小间隙相互啮合,其中尺寸和构造变化以有效地利用每个阶段的蒸汽膨胀。
3. 1影响因素
3.1.1燃料设备
燃料准备系统用于将煤输送到发电厂的输送系统在燃煤发电站中,来 自储煤区的原料煤首先被压碎成小块,然后输送到锅炉,接着将煤粉碎成 非常细的粉末。减速齿轮减速机是用于在停机后以非常低的速度旋转涡轮 发电机轴的机构,当其完全停止时,如果允许涡轮轴保持在一个位置过长, 则存在涡轮轴偏转或弯曲的趋势。这是因为汽轮机壳体内部的热倾向于集 中在壳体的上半部分中,使得轴的上半部分比下半部分更热。油系统辅助 油系统泵用于在蒸汽涡轮发电机的启动时供应油,它提供蒸汽轮机主进汽 阀、控制控制阀、轴承和密封油系统,相关液压继电器等机械所需的液压 油系统。在启动期间汽轮机的预设速度下,由汽轮机主轴驱动的泵接管辅 助系统的功能。
3. 1. 2电力设备
汽轮发电机转子是一个高速旋转的机械,如果转子的质心与旋转中心 不重合则会因为转子的不平衡而产生一个离心力,这个离心力会对轴承产 生一个激振力而使之引起机组振动,如果这个离心力过大,则机组的振动 就会异常。所以,汽轮发电机转子在装配时每装配一级叶片都应该对该级 叶片进行动平衡试验,整个转子装配完成后在出厂之前还应该对整个转子 进行低速和高速动平衡,以确保转子的不平衡量在一个合格的范围内。当 机组的膨胀不充分时,极易引起机组的动静碰磨而产生振动。润滑汕在轴 瓦内形成的油膜如何又是影响转子稳定性的一个重要影响因素,油膜的形 成除了与轴承乌金有关外,还有一个重要因素就是润滑油油温,润滑油油温应该在一个合理的范围内,过高过低都对油膜的形成不利。
具有调速器的汽轮机的控制是必要的,因为汽轮机需要缓慢地运转以 防止损坏,并且一些应用:例如产生交流电:需要精确的速度控制。涡轮 转子的不受控速度可导致超速跳闸,这导致控制到涡轮的蒸汽流的调节器和节流阀关闭。如果这些阀失效,则汽轮机可以继续加速,直到其分裂, 通常有是灾难性的后果。汽轮机制造昂贵,需要精密制造和特殊质量的材 料。在与电网同步的正常操作期间,发电厂需要实现智能控制,这意味着 满载速度为100%，空载速度为105%。这是网络的稳定操作所需的,而不 需要发电厂的过载运行。通常速度的变化很小,通过增加离心调速器上的 弹簧压力来缓慢地升高曲线来进行功率输出的调节,这是所有电厂的基本 系统要求,因为电厂必须响应于频率的瞬时变化而兼容,而不依赖于外部通信。
4、总结与展望
人民生活离不开高效的电力生产,本文建立在火电厂汽轮机维护基础上的故障分析方案,通过对汽轮机维护的定义和一般故障特征的分析,将火电厂汽轮机维护与故障排杳处理方案进行了综述与阐明,将其应用进行了讨论与分析说明。随着火电厂汽轮机维护技术的发展,我国火力发电也将不断进步。由此也可以看出,传统的火力发电模式己经不再适合大功率电力的提供与建设。优化活力发电方案是火力发电企业顺利建设和正常运作的一项极为关键的组成部分,在确保且提升总体运作效果与工作效能方面,具备极为重要的推动作用。火力发电的高效与智能化是一条光明而曲折的路,在这条路上会出现很多难题与挑战,这个任务长期而又艰巨,需要结合实际生产经验,不断地进行总结归纳。为实现自身的长远发展而进 行大胆革新,利用创新思维进行现代化建设,大踏步地走向高效安全的火 力发电目标。
参考文献:
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