汽轮机启机过程中的振动故障及处理
汽轮机启机过程中的振动故障及处理
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汽轮机振动故障是电力行业生产过程中经常遇到的问题，同时也是难以解决的问题之一。导致汽轮机启动过程出现振动故障的原因主要包括以下几种：汽轮机制造过程中没有完全消除不平衡分量；安装单位在靠背轮铰孔与配作过程中的配重不合理，产生了新的不平衡分量；轴封处的动静碰磨等。
文章以某发电厂的 10 号汽轮机组为例，该汽轮机组经过大修后，在启动时出现了振动故障，通过对振动故障进行分析可知，导致此次振动故障事故的原因为轴封处动静碰磨，采取相应的措施进行处理之后，振动故障消失，汽轮机组能够安全、稳定的运行。
序号1. 汽轮机启动过程中的振动故障危害
汽轮机在生产系统中相当于人体的心脏，一旦汽轮机出现故障或者问题，将会对整个生产系统的安全运行造成直接的影响，因此汽轮机启动过程中的异常振动不能小觑。汽轮机启动过程中出现振动故障将会导致以下危害：
其一， 汽轮机组调速系统出现不稳定摆 动，导致调速系统的部件出现严重的磨损，增加迟缓率，影响调速系统的正常运行；
其二， 减弱耐疲劳强度 ，转动部分是汽轮机的核心部分，振动故障会降低转动部分的耐疲劳强度，直接影响转动部分的正常运转以及使用寿命；
其三， 破坏滑销系统 ，一旦汽轮机组发生较大的振动，将会对滑销产生巨大的冲击作用，导致汽轮机组产生不均匀的膨胀现象，形成巨大的挤压力，对滑销系统造成严重的破坏；
其四， 破坏汽封 ，隔板和隔板之间通常采用汽封的方式进行密封，一旦汽轮机出现振动故障，将会破坏汽封，增加隔板之间的漏气量，导致转子产生轴向推力，影响汽轮机组的正常运行；
其五， 密封不严 ，由于密封不严导致的汽轮机组振动故障占振动故障率的 40%左右，主要是因为振动故障破坏了低压端轴封，导致空气进入到低压缸中，降低了低压缸的真空度，蒸汽进入到润滑油系统中，降低润滑油的纯度，影响润滑效果，增加磨损，缩短汽轮机组使用寿命。
序号2. 汽轮机启动过程中的振动故障发生过程
某电厂 10 号汽轮机组为例，该机组为 N125-535/535 型凝汽式、一次中间再热、超高压、高温汽轮机，该汽轮机组于 2010 年正式投入运行，经过多年的运行，汽轮机在运行的过程中出现了一些故障，直接影响了汽轮机组的运行安全和效率，2014 年 4 月 12日，对该汽轮机组进行了大修，在大修期间安装了菲利普 RMS700型汽轮机 TSI 系统。转轴振动跳机值设置成 260μm，跳机逻辑设定成“y”方向轴振大或者“x”方向轴振大。
2014 年 4 月 15 日，该电厂 10 号汽轮机组大修之后首次启动运转，通过实测可知菲利普 TSI 系统 4 号瓦处“y”方向的轴振是 160μm ，并且其他轴振值都不超过 100μm，并且 1 号瓦处还存在微小的刮擦声音。随着转速的加快，10 号汽轮机组各处的瓦振以及轴振都在 不断的增加 ，通过检测得知，2 号瓦处“⊥”方向的瓦振达到了 12cmm，并且所有瓦处在“x”、“y”轴方向的轴振都超过了限定值。当转速达到 1500r/min 之后停机，在转速降低至 1000r/min 之后，1号轴承存在较大的刮擦声。
序号3. 振动故障的诊断
通过对汽轮机启动过程中的振动故障现象进行分析，初步判定导致振动故障的原因主要包括：由于大修过程中 油档间隙 或者 轴封调整 不当导致的动静碰磨；由于气缸 疏水不流畅 导致水和转轴相接触，导致转轴出现变形；由于冲转之前与冲转过程中，没有控制好各个部门的 温差，导致转子的温度超过限定值而产生弯曲变形 ；由于转子自身存在 质量问题 ，在运转的过程中出现不平衡问题。
在对汽轮机进行大修时，并没有改动 12 号汽轮机，因此由于转子自身存在质量问题，在运转的过程中出现不平衡问题导致的振动故障的可能性不大；工作人员对运行记录进行了查阅，发现各个部门的温差并不存在异常，因此，由于冲转之前与冲转过程中，没有控制好各个部门的温差，导致转子的温度超过限定值而产生弯曲变形导致振动故障的可能性也排除；工作人员对低压缸、中压缸以及高压缸进行了复查，表明气缸不存在异常，对机头处的大轴挠度进行检查，在启动之前，大轴挠度为 4.5cmm，启动半小时之后，变为 5.0cmm，并且在转动的过程中 1 号瓦处出现刮擦声，在降速之后，出现时滞性的振动现象，初步判定导致汽轮机启动过程导致振动故障的原因为 动静碰磨 。
第二次冲转时，3 号瓦处“y”向轴振出现了突跳现象，并且每次突跳之后，其轴振值都会恢复到原来的状态；启动的过程中， 各瓦处的轴振数值以及瓦振都明显的降低 ，并且瓦振的下降幅度超过了50%，由此表明导致汽轮机出现振动故障的原因并不是由于转动 部件脱落 导致的振动故障，同时也不是转子自身质量不平衡导致的振动故障。通过对两次启动过程的振动情况进行比较，能够肯定导致汽轮机启动出现振动故障的原因为动静碰磨。
序号4. 振动故障的处理措施
汽轮机启动过程中如果出现振动故障，将会严重的影响汽轮机的安全运行，针对振动故障的处理措施表现为：
其一，为了防止出现轴封动静碰撞，应该加强对轴封的检修，并在检修的过程中对轴封间隙进行调整，防止轴封间隙出现过大的现象，否则会导致轴封的漏气量增加，同时影响汽轮机组运行的经济性，应该根据汽轮机的实际状况，进行安装、检修以及调试等，科学的设置 轴封间隙 ，既保证汽轮机组的安全性，又保证其经济性；
其二，当大修之后，如果汽轮机在启动的过程中出现振动故障，应该增大动静间隙；
其三，汽轮机组在大修之后，在启动过程中应该先 冲两次一阶临界转速 ，这样能够有效的降低振动处理的时间，如果汽轮机组出现动静碰磨，应该投上振动保护；
其四，为了防止汽轮机在启动的过程中出现振动故障，应该采用滑动式轴封代替 2 号、3 号瓦处的轴封，这样能够对轴封大轴之间的距离进行实时的调整，这样能够有效的降低轴封对大轴造成的磨损，防止出现更加严重的振动故障。