中鋁山東熱電廠技術中(zhōng)心

汽輪發電(diàn)機組轉動部件與靜止部件的碰摩是運行中常見故障(zhàng),而轉軸碰摩是機組起動(dòng)和正常運行中振(zhèn)動(dòng)突然增大的主要故障之一(yī)。汽輪機動靜部分碰磨對設備造成的危害是(shì)非常嚴重的,據國内汽(qì)輪(lún)機(jī)彎軸事故統計表明,其中86%由(yóu)轉軸碰磨引起,轉軸碰磨嚴重時會引起軸破(pò)壞。因此,分析和研究汽輪機(jī)動靜部分發生碰磨的(de)原(yuán)因,可避免事故的發生(shēng),以保證機(jī)組的安全可靠運行。

1　摩擦振動(dòng)的特征

碰磨具有多種征兆,易變的信号(hào)特征與外(wài)界條件有密切的關系,在(zài)某(mǒu)一(yī)時刻出現的特征,在其它時刻可能不再複現,這使得碰磨帶(dài)有不(bú)确定性。發生碰磨時,具體的信号特(tè)征如下:

(1)振動信号的時域波形發生(shēng)畸變;

(2)當機組在(zài)升速過程中發生碰磨時,經過多次起停,或者是暖(nuǎn)機時間的延長,振動值将逐漸減小;

(3)碰磨點處軸振的工頻或通頻振動值快速增(zēng)大;

(4)輕(qīng)微碰磨主要是工頻振動(1X),當嚴重碰磨時,除(chú)了工頻成分外還有其它的倍頻成分,如2X3X等;

(5)當軸頸和軸瓦發生碰磨時(shí),軸瓦的烏金(jīn)溫度和回油溫度将會升高;

(6)低轉(zhuǎn)速時在汽封或軸瓦處(chù)用聽針能聽到異常(cháng)的(de)聲音。

2　碰磨産生(shēng)的(de)原因

汽輪機組的徑向和(hé)軸向碰(pèng)磨(mó)通常發生在隔(gé)闆汽封、葉片圍帶汽(qì)封以及軸封部位,徑向碰磨還可能發生在各軸承(chéng)的油(yóu)擋、汽封片部位。發電機的徑向碰磨通常發生在密封瓦(wǎ)處。

2.1機組動靜碰(pèng)磨原因

2.1.1轉軸振動過大

造成軸振動過大(dà)的原因有質量不平(píng)衡、轉子(zǐ)彎曲、軸系失(shī)穩(wěn)等。不管那種原因(yīn),大振動下的轉軸(zhóu)振幅一旦大到動(dòng)靜間(jiān)隙值,都(dōu)可能與靜止部位發生(shēng)碰磨。

2.1.2動(dòng)靜(jìng)間隙過(guò)小或(huò)消失(shī)

造成軸封間隙過小或消失的原因有上(shàng)下缸溫差過大,使得軸封間隙減小或消失;

汽缸與法蘭溫差過大,使得轉子兩端軸(zhóu)封上下間隙減小;

軸瓦烏金磨損或燒瓦,使得軸封(fēng)下部間隙(xì)消失;

安裝或(huò)檢修時(shí)軸封間隙調得過(guò)小;

汽缸膨脹偏斜,使得汽缸上的(de)軸封發生單側碰磨;汽封殼體(tǐ)變形,使得軸封間隙減小或消失;

汽輪機(jī)相對脹差過大,使(shǐ)隔闆與葉輪軸向通流間隙減小;

機組在起動及運行(háng)過程中,主蒸汽管道及各抽汽管道進水,汽輪機轉子推力突然大幅度增加(jiā),會使軸向通流(liú)間隙(xì)減小;

軸承(chéng)箱出現嚴重卡澀(sè),機組(zǔ)在起動時膨(péng)脹不出來,停機時縮(suō)不回去,也會産生通流軸向間隙減小。

3　碰磨故障診(zhěn)斷方法及(jí)其處理

3.1碰磨(mó)故障診斷

現(xiàn)場診斷機組(zǔ)動靜碰(pèng)磨有一定難度(dù)。如果認定發生了碰磨,有時需(xū)要開缸處理(lǐ),工作量較大。根據(jù)經驗,單純(chún)地用瓦振信号判斷碰磨,頻譜較複(fú)雜,易于混淆,而軸振動信(xìn)号可(kě)提供(gòng)更準确的(de)碰磨信息。因此,現場(chǎng)診斷應盡量利用渦(wō)流傳感器(qì)。事先沒有安裝渦流傳感器的機組(zǔ),當懷疑發(fā)生碰磨後,應盡早加裝,利(lì)于以後的測試(shì)和診斷。在依據振動信号(hào)特征診斷碰磨的同時,還(hái)需要了解機組(zǔ)安裝或大修中的情況,查閱有關的間隙記錄。運行人員在機組起動過程常采取聽診的方法,對碰磨的确定有時(shí)也(yě)是有(yǒu)用的。分析中把這些(xiē)信息結合起來,可提高診斷的準确(què)性。對(duì)于高中壓缸和雙層結構的低(dī)壓缸,通流部分的碰磨聲難于(yú)準确(què)傳出,隻有軸端汽封的碰磨比較容(róng)易聽到。因此,不能将(jiāng)某一種方法的結論(lùn)作為認定碰磨故障的決定性判據。

3.2碰磨故障處(chù)理

對于發生動靜碰磨(mó)的機組,采取的處理方法要根據碰磨故障嚴重程度和檢修工期而(ér)定,處理方法有下列5種(zhǒng):

(1)提高升速率。如果碰磨發生在某一低轉速點(diǎn)或臨界轉速前,現場對碰磨判斷的(de)準确性把握較大,且僅是個别瓦振大,大多(duō)數瓦振正常,整個機組不存在其(qí)它(tā)振(zhèn)動,可采取提高升速(sù)率沖(chòng)過這一轉速區,直接升到高轉速或(huò)3000r/min的方法。

(2)根據振動調(diào)整運行參數(shù)(膨脹、差脹、負荷、缸溫等),使機組通過發(fā)生碰磨的工況區。

(3)長時間暖機。将機組打閘至盤車狀态,或保持在某一(yī)轉速數小時甚至數十小時,使碰磨部位自行磨合消除。

(4)根據對産生碰磨原因的分析,從外部消除缺陷。

(5)如果碰磨部位發(fā)生在軸封處,對于汽(qì)缸端部汽封套、汽封環可拆卸的機(jī)組從(cóng)外部調整。對(duì)于個别大機組(zǔ),如果能準确判斷碰磨的徑向方位,調(diào)整軸(zhóu)承标高或(huò)聯(lián)軸器對輪左右偏差、張口也是一種工(gōng)作量較小的措施,但需執行常(cháng)規檢修規範,注意影響運行的相關因素,如瓦溫、通流間(jiān)隙等的變化。

4　結論

(1)新建或大修後的機組,由于汽輪機(jī)動靜間隙小,起動(dòng)前軸偏心、汽缸(gāng)溫(wēn)差、差脹等重要參(cān)數一定要(yào)控制在(zài)規(guī)程規定的範圍内,在起動過(guò)程(chéng)中要注意機組的振動情況,盡(jìn)量維(wéi)持參數的(de)穩定,防止動靜碰磨的發生,若在沖轉過程中(zhōng)存在動靜碰磨故障,則在過臨界轉速時振動會更加劇烈,甚至造成彎(wān)軸。如(rú)果轉速在一階臨界轉速以下振動達到規定的數值,應該立即打閘停機,盤車一段時間正常後再(zài)起動;如果轉速在一階臨界轉速以上,則在振動可以控制的轉速上多停留一段時間,磨合一(yī)定時間後再升(shēng)速,經過幾次起停,碰磨故障可以消除。

(2)若在運行中發現機組振動有增(zēng)大趨勢時,要嚴密(mì)監視振動情況,如果振動可以控制(zhì)在一定的變化範(fàn)圍内,可以觀察運行一段時間,以磨合出适當的間隙(xì),如振動(dòng)上升速度較快,要嚴格按運行(háng)規(guī)程(chéng)進行操作,必要(yào)時進行緊急停機。

（來源：網絡）