该文针对电厂汽轮机振动过大的一些原因进行分析讨论,给出了汽轮机振动大的原因以及格尔木300MW燃气电站汽轮机组常遇到的振动大的原因,并给出了减小汽轮机振动的措施。

一、前言格尔木300MW燃气电站汽轮机系上海汽轮机厂生产,汽轮机型号:LZN55-5.6/0.65。下表是格尔木300MW燃气电站转子振动值与轴承振动值的相关参数。

 

 

二、 汽轮机发生振动的原因

(一) 机组在运行中中心不正引起的振动

(1) 汽轮机启机过程中,若暖机时间不够,升速或者加负荷过快,将引起气缸受热膨胀不均匀,或者滑销系统有卡涩,使气缸不能自由膨胀,将导致气缸相对于转子发生歪斜,机组产生不正常的位移,发生过大振动。

(2) 机组在运行当中如真空下降,将引起排气温度过高,后轴承上抬,破坏机组的中心,引起振动。

(3) 机组在进汽温度超过设计规范的条件下运行。将使差和汽缸变形增加,这样会造成机组中心移动超过允许的限度,引起振动。

(5) 间隙振荡。当转子因某种原因与汽缸不同心时,可能产生间隙振荡,造成机组振动值升高。

(二) 转子质量不平衡引起的振动

(1) 弹性弯曲而引起的振动。这种振动表现为轴向振动,尤其当通过临界转速时,其轴向振幅增大得更为显著。

(2) 油膜不稳定或受到破坏而引起振动。这将会使轴瓦乌金很快烧毁,进而将引起因受热而使轴颈弯曲,以至造成剧烈的振动。

(3) 机组发生摩擦而引起的振动。

(4) 水击而引起的振动。严重发生水冲击,甚至烧毁推力瓦。

以上各种振动的原因可分为强迫振动和自激振动。其间隙振荡属于自激振动,其余为强迫振动。

三、某电站常引起轴承振动增大的原因及处理方法

(一) 滑油温度升高引起机组振动增大

润滑油在机组正常运行起润滑、冷却和建立液体摩擦的作用,格尔木300MW燃气电站汽轮机组在正常运行中常因油温的过高使机组的振动值增大。

(1) 滑油温度升高,不能及时带走轴承的热量,造成轴承温度升高,轴承温度高则引起振动升高。

(2) 滑油温度升高,滑油粘度升高,破坏液体油膜,造成轴承振动增大。

(3) 滑油温度升高,油质变差,冷却效果较油质好的情况下比较差,引起转子振动过大。

处理方法:(1) 运行人员在监盘过程中应仔细认真,我厂要求油温正常范围在30℃-35℃之间,若监盘过程中发现油温有上升趋势,运行人员应迅速通过滑油冷却器冷却水的进水量来调节滑油温度,避免机组振动值上升到报警值以上,引起机组设备的损坏。

(2) 油质检验人员应该定期对滑油油质进行化验分析,检验结果发现油质不合格的情况,应迅速对滑油进行外部滤油,提高滑油油质,避免因为滑油油质的变化引起机组的异常振动。

(二) 启机过程中振动的变化

我厂汽轮机满速为3000rpm,在冲转过程中,汽轮机经过一阶临界转速1400rpm和二阶临界转速2500rpm,因为机组在到达临界转速时,它所产生的频率和材料的固有频率相同,就会引起强烈的振动。机组在过一、二阶临界转速时转子轴承的振动都达到最大值。

处理方法:(1) 听音检查。在汽轮机的冲转过程中,要不定时的去汽轮机汽缸周围听音的地方去听音检查,若发现汽缸内有大的金属摩擦声,则立即打闸。

(2) 快速过临界转速。汽轮机在临界转速时表现出强烈的振动,所以,不管在启机或者停机过程中都要求快速过临界转速,格尔木300MW燃气电站在汽机过程中在过一、二阶临界转速时,汽机的升速率都设置为600rpm/min,要求快速通过,而在停机过程中,则是通过与后汽缸连接的真空破坏阀来破坏真空,使汽轮机能快速的降速,避免在临界转速区间停留过长的时间,降低危险性。

四、总结

汽轮机振动的大小,是评价机组运行可靠性的重要指标,严重威胁着机组的安全稳定运行,对于转动机械来说,振动幅度不超过规定标准的属于正常振动,振幅超过允许标准的振动,我们称为机组的异常振动,强烈的振动表明机组内存在着各种缺陷,通过对气轮机引起减小振动原因和措施结合汽轮机相关参数的调整经验,得出一些有价值的方法和结论:

(1)机组启机过程中,应该严格监视各轴承的振动,当发现机组内有异常的金属摩擦声或者振动突增至0.05mm时,应该立即打闸汽机,检查原因。

(2) 汽轮机启动前,应进行充分的连续盘车,一般冷态启动盘车4小时以上,热态启动盘车。

(3) 冷态滑参数启动时,为使各金属各部件加热均匀,增大蒸汽容积的热量,进汽压力应适当选低一些冲转,温度应有足够高的过热度,防止热冲击。

(4) 热态滑参数启动时,应根据高压缸的金属温度,选择适当的与之匹配的主蒸汽温度,主蒸汽温度要高与高压缸内壁金属温度50℃到100℃之间,过热度不低于50℃,保证蒸汽通过喷嘴后温度仍高于高压缸内壁金属温度。

(5) 机组并网之后,应充分暖机,避免蒸汽流量变化较大,产生热应力,使机组产生较大振动。

(6) 机组在正常运行中,若润滑油温度升高,则立即去调节温度至正常范围,减小振动值。

(7) 在升降负荷过程中应尽量减小升降负荷率,避免负荷突增或突降引起动叶片受力变化过快引起机组振动值升高。