3.3.滑销系统
不论是汽轮机还是发电机,当机组带负荷受热后都会产生膨胀,为避免机组自由膨胀造成机组故障,汽轮发电机组一般都采用了滑销系统来引导机组膨胀方向。但是当滑销系统卡涩时,机组的膨胀就会受到限制,导致叶轮与汽缸、转子与定子间隙变小或不均匀,引起机组较大的振动,严重时以至于不能开机或者引起动静碰磨而造成更大的破坏[3]。
3.4.转子中心孔
现代汽轮机转子大轴大都留有中心孔,在中心孔两端用堵头封堵,在安装、检修期间如果不慎让异物(包括油、水等)进入中心孔,这样的转子安装后因动平衡已被破坏,机组运行时就会出现振动异常的现象。
汽轮机转子中心孔进油在生产中时有发生。造成转子中心孔进油的原因通常有两种可能:A.中心孔探伤后油没及时清理干净,有油残存在孔内;B.大轴端部堵头不严,运转起来后由于孔内外压差使润滑油被逐渐吸入孔内。
运行原因
机组发生振动除了与设计、制造、安装和检修的各方面因素有关外,还与机组的运行状况存在很大的关系。机组在生产运转中经常会因为以下情况而造成机组振动增大。
4.1.机组膨胀
机组启动时,若暖机时间不够,升速或加负荷太快,均会使汽缸受热膨胀不均匀,造成叶片与汽缸间隙变化及相对歪斜,使得受力不均从而产生振动,严重时还会因为碰磨造成叶片碰损、断裂。
前面已经知道,滑销系统是用来引导机组膨胀的装置,失去滑销系统的制约汽轮发电机组会出现振动及故障。但是当滑销系统没有卡涩问题时,若运行人员操作不当,机组的膨胀同样会失去控制,造成设备振动及故障。
4.2.润滑油温
汽轮发电机组中,当轴承无法形成油膜时,转子转动阻力会大大增加,造成碰磨振动,并因摩擦升温刮伤或烧毁乌金轴瓦。油膜的形成除了和轴瓦有关外,还与润滑油的油温有很大的关系。因此,润滑油温是机组试运转及连续运转的检测重点,操作人员根据检测温度及时调整,使润滑油温在一个合理的范围内,既不过高也不过低,有效地降低机组的摩擦力,减小振动发生的概率。
4.3.机组真空和排汽缸温度
机组运行时,机组的真空和排气缸温度是互相关联的,若真空下降,将使排汽温度升高,反之亦然。对于后轴承坐落在排气缸上的机组而言,排气缸温度的变化会造成后轴承座升抬或降低,因而破坏机组的中心引起振动。
其他故障
5.1.发电机故障
发电机转子通过多组绕组产生自励磁,随着机组运转励磁电流逐渐增大到工作电流。该电流通过线圈时同样会产生热量,使转子产生膨胀。当发电机转子本身存在一定的质量不平衡时,膨胀就有可能会使不平衡力矩增大到合理范围外,造成机组振动。另外,当发电机负载不平衡、轴向磁力不对中或者转子线圈匝间短路时,也会使转子在不同位置受到的电磁阻力不均匀,最终造成发电机振动。
5.2.施工杂物
安装、检修时如果有施工杂物进入汽轮机,开机后杂物可能在汽流的冲击下撞伤甚至损坏汽轮机叶片,从而造成严重的事故,并引发机组振动;如果发电机内进入杂物,既可能引起发电机内部短路,也可能引起机组振动。这在安装和维修过程中都是绝对应该避免的,应严格做好上下工序的检查,尤其是隐蔽工程的检查。
汽轮机发电机组产生振动的情况有很多,微小的振动是不可避免的,但机组的异常振动则预示着机组设计、制作、安装或维修的某个或某些方面出了问题,应予以重视找出问题所在并及时消除隐患,避免。本文从5个方面较全面地分析了汽轮发电机组振动的原因,安装、维修时还应结合设备资料认真组织施工,避免因安装可能引起的振动;运行时则应加强机组振动监控,对比现象多方面分析,灵活应用找出振动原因,及时果断地处理问题,防止扩大损坏。