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深度闡述汽輪機振動的原因及危害

時間:2013年03月02日 分類:推薦論文 次數:

在火力發電廠中,汽輪機運行的好壞反映著電廠制造、安裝、及運行的整體水平。振動作為影響汽輪機組安全運行的重要因素,受到人們的廣泛關注。本文簡單介紹了汽輪機振動的危害和產生原因。

  摘  要:在火力發電廠中,汽輪機運行的好壞反映著電廠制造、安裝、及運行的整體水平。振動作為影響汽輪機組安全運行的重要因素,受到人們的廣泛關注。本文簡單介紹了汽輪機振動的危害和產生原因。

  關鍵詞:汽輪機振動、危害、原因

  Analysis of the Causes and Hazards in Steam Turbine Vibration

  Yue Long

  (North China Electric Power University, Bejing 102206, China)

  Abstract: In the thermal power plant, steam turbine operation quality reflects the manufacturing , installation and operation levels of the power plant .As one of the most important factors of safety running ,steam turbine vibration has aroused wide attention of people . This paper briefly introduces the harm and causes of steam turbine vibration.

  Key words: steam turbine vibration; harm; causes

  中圖分類號:TK268.+1       文獻標識碼: A   文章編號:

  0 引言

  汽輪機是將蒸汽的能量轉換成為機械功的旋轉式動力機械。又稱蒸汽透平。主要用作發電用的原動機,也可直接驅動各種泵、風機、壓縮機和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機的排汽或中間抽汽滿足生產和生活上的供熱需要 。

  汽輪發電機組是電廠系統中的重要設備,其運行的安全性和可靠性對整個火電廠的安全運行起著重要作用。汽輪發電機組在正常運行中總是不可避免存在著振動,一般振動在規定范圍內不會對設備產生破壞,但如果超過一定的臨界值之后,會給設備造成極大的危害[1]。以下將具體介紹汽輪機組振動的危害及各種振動產生的原因。

  1 汽輪機振動的危害

  汽輪機運行中振動的大小,是機組安全與經濟運行的重要指標,也是判斷機組檢修質量的重要指標。汽輪機運行中振動過大,會影響到電廠的安全正常運行,可能造成以下危害[2~3]:

  1.1、機組經濟性降低

  汽輪機汽封間隙的大小,對汽輪機熱經濟性有很大影響。而汽封間隙能否保持較小數值很大程度上取決于機組的振動狀況。過大振動會使汽封間隙增大,使機組熱經濟性降低。

  1.2 使機組動靜部分及支撐部件產生損壞

  發生強烈振動時,機組動靜部分發生摩擦,會使端部軸封及隔板汽封產生磨損。當機組振動過大時,會使葉片、圍帶、葉輪等各轉動部件應力增加,導致疲勞損壞。同時也會造成推力瓦、密封瓦、軸瓦等部件疲勞,出現烏金表面剝落、脫胎或碎裂。

  1.3 使各連接部件松動

  機組發生過大振動,使機組相連接的軸承、軸承座、主油泵、蝸輪、蝸桿、活動式聯軸器、凝汽器及發電機冷卻器的管道等發生共振,引起法蘭連接螺栓振動,地腳螺栓斷裂,從而造成重大事故。

  1.4 直接或間接造成設備事故

  當汽輪機發生過大振動時,危急保安器或機組的其它保護儀表的正常工作將直接受到影響,嚴重時引起這些部件的誤動作,直接造成事故停機。若發電機定子鐵芯和端部線圈振動過大,會使鐵芯疊片間絕緣破壞和線圈繞組間絕緣損壞,造成鐵芯過熱損壞,使繞組之間或繞組對地短路。

  2 汽輪機振動的原因分析

  汽輪機組在啟停和運行中會產生不正常的振動,原因有很多種。一般說來,有以下幾個方面的原因[4]:

  2.1 由于水沖擊而引起振動

  當水或低溫飽和蒸汽進入汽輪機時,就可能造成水沖擊,使轉子軸向推力增大,產生很大的不平衡扭力,進而使轉子產生劇烈的振動,甚至燒毀推力瓦。

  2.2 由于轉子質量不平衡而引起振動

  a)  運行中葉片折斷、脫落或不均勻磨損、腐蝕、結垢,使轉子發生質量不平衡;

  b)  轉子找平衡時,平衡質量選擇不當或安放位置不當、轉子上某些零件松動、發電機轉子松動或不平衡等,均會使轉子發生質量不平衡。

  2.3 由于轉子發生彈性彎曲而引起振動

  轉子發生彎曲,即使不引起汽輪機動靜部分之間的摩擦,也會引起振動。其振動特性和由于轉子質量不平衡引起振動的情況相似,不同之處是這種振動較顯著地表現為軸向振動,尤其當通過臨界轉速時,其軸向振幅增大得更為顯著。

  2.4 由于機組運行中心不正引起振動

  a) 汽輪機啟動時,暖機時間不夠,升速或加負荷太快,將引起汽缸受熱膨脹不均勻,或者花銷系統有卡澀,使汽缸不能自由膨脹,均會造成機組產生不正常位移,產生振動。

  b) 機組在進汽溫度超過設計規范的條件下運行,將使其膨脹差和汽缸變形增加,如高壓軸封上抬等。造成機組中心超過允許限度,引起振動。

  c) 機組在運行中,真空下降,將使排汽溫度升高,后軸承上抬,破壞機組中心產生振動。

  d) 靠背輪安裝不正確,中心未找準,運行時產生振動且振動隨負荷的增加而增加。

  2.5 由于汽輪機內部發生摩擦而引起振動

  工作葉片和導向葉片相摩擦,以及通流部分輻向間隙不夠或安裝不當;隔板彎曲,葉片變形,推力軸承工作不正常或安置不當,軸頸與軸承烏金側向間隙太小等等,均會引起摩擦,造成振動。

  3 結語:

  汽輪機組的異常振動不僅危害機組,甚至會影響整個發電系統。因此要在了解其危害的基礎上進一步分析其產生的原因,這樣才能根據具體的原因采取相應的保護措施,維護機組的穩定,進而保護整個發電系統。

  參考文獻:

  [1] 趙 強.電廠汽輪機振動大的原因分析及處理[J].科技創新導報,2011,(19):66

  [2] 谷俊杰,丁常富.汽輪機控制、監視和保護[M].北京:中國電力出版社,2002:162

  [3] 江玉林.汽輪機設備運行及事故處理[M].北京:化學工業出版社,2005:282

  [4] 呂 錦.小議汽輪機振動的危害及產生原因與處理措施[J].裝備制造,2010,(4):196