杜占國
(河鋼宣鋼設備能源部(bù),河北張家口 075100)
摘 要:導致(zhì)汽輪發電機組出現軸承振動的原因有(yǒu)很多,例如軸承本身(shēn)結構的問題,還有軸承與軸承之間的結構不合理的(de)問題,軸瓦的加工不良造成的問題,都可能導致振動發聲,在振動發生的過程中,可(kě)能會導致汽輪發動機運行出現故障,潤滑油油脂和油溫發生異常,這都(dōu)會影(yǐng)響軸承的工作。因此通過(guò)對潤滑油工作(zuò)狀態進行改善,加強(qiáng)油(yóu)膜震蕩抵抗力,是較好的對策。本文結合汽輪發動機軸承振動大原因進行(háng)分析,期望能夠在提高汽輪機工作質量,降低汽輪發動(dòng)機工作故障上起到(dào)參考作用。
關鍵詞:汽輪發電機組;軸承振動;原因分析
某台汽輪發電機組存在發電機軸承(chéng)軸向振動大(dà)的問題,作為分(fèn)析案例可以進行深(shēn)入探討。該機組在運行之後,經常出現發電機(jī)的(de)軸承(chéng)軸(zhóu)向的振動問題,振動值在呈現上升狀態之後,測到的振動值大幅度增大(dà),這說(shuō)明汽輪機發電機組的軸承振動已經出現了嚴重超標的問題。經過測量,軸承底座的軸(zhóu)向振動(dòng)值甚至達到了300um以(yǐ)上。通過(guò)對機組運行進行振動評價之後,發現了可靠性的重要指標。在(zài)汽(qì)輪發電機組振(zhèn)動的狀態下,出(chū)現汽輪(lún)發電(diàn)機(jī)組的相關故障,需要的安裝過程製造過程運行維護過程等進行詳細(xì)的檢查。因為這些環節(jiē)相互之間是互相影響的,每個環節發生問題都會導致震源的產生,進而導致振動放大、疊加、共振。
一、軸承軸向(xiàng)振動
(1)在進行軸承的軸向振動的檢查的時候(hòu),一般應該進行振動幅(fú)值的檢測(cè)。振動幅值在機組振動過程(chéng)中,出現的情(qíng)況一般分(fèn)為水平或者是垂直。軸向振動過大,則(zé)在發電機組軸承出現了震動的時候,通過(guò)對機組的軸承(chéng)軸向振動原因進行分析,可以看到振動產生的真實原因。
(2)機組發電機轉子(zǐ)彎曲,表現在前後軸頸(jǐng)之間,此時軸向的距離會增長,轉軸發(fā)生一定(dìng)的靜撓度。發電(diàn)機在運(yùn)轉的(de)時候,如果遇到轉紫銅,定子之間(jiān)空(kōng)氣不均勻,則要進行周期性的電磁力,轉子放置在不(bú)均勻溫度場中,在熱力的作用下發生彎曲,軸頸產生偏向,引起了軸承跟軸頸的偏轉(zhuǎn)由轉子彎曲引(yǐn)起振動(dòng)偏(piān)大的同時,振動的烈度同傳(chuán)子溫度彎曲度可以呈現正比(bǐ),導致了軸承底座(zuò)的軸向振動,Z終傳(chuán)遞給軸承座,發生了軸頸的偏(piān)轉(zhuǎn)。
(3)由於軸承座的不(bú)穩定,可能導致軸承(chéng)底座與台板的接觸不(bú)符合(hé)要求。軸振不可避免加劇軸承座的軸相振動。如(rú)果軸承無法追隨(suí)軸型的偏轉,則可(kě)能使得接觸麵積達不到75%以上,直接導致分布點不均勻(yún)。軸承(chéng)軸向正中劇烈。由於軸承殼與軸瓦之間的距(jù)離偏大,增加了軸承座的軸向振動(dòng)幅度,在(zài)軸承(chéng)無法跟隨軸徑偏轉運動的前提下,如果軸(zhóu)承緊力(lì)越大,則軸承的振動就越(yuè)大。但是在檢修的時候,由於軸承、軸瓦之間是相(xiàng)互獨立的,沒有依賴的聯合體作為參照(zhào),因此受到油膜的摩(mó)擦阻力影響,在(zài)摩擦阻力沒有真正發生(shēng)做功(gōng)的時候,就會產生軸瓦表麵的熱量。這些熱量被(bèi)油(yóu)流帶走,少部分傳遞給了軸承(chéng)殼體。此時機組運行的(de)時候必然造成軸承升溫,進而(ér)產生膨脹(zhàng)。通過膨(péng)脹量和(hé)溫(wēn)度變化量的對比,可以看到Z終的膨化(huà)數值。如(rú)果在常溫的空氣下軸承過盈量任(rèn)意放大,此時墊片的壓力就會隨著摩擦力的增大而增大(dà),隨軸頸發生偏轉,導致振動出現增大(dà),再加上(shàng)軸承(chéng)可對軸(zhóu)承本身沒有擰緊力,軸承座本身(shēn)不穩(wěn)固,因此造成軸(zhóu)向振(zhèn)動嚴重超標是在所難(nán)免的。
二、由於(yú)通風量(liàng)不平衡(héng)和(hé)電磁力不平衡造成的震(zhèn)動
在發電機(jī)轉子彎曲出現的時候,發電機轉子產生了振動,電磁力(lì)不平衡和通風量不平衡,導致了發電機傳子出(chū)現了軸向位移。
(1)傳(chuán)統意義上空氣間隙不(bú)均勻,造成了電磁力不平衡(héng)。靜子線圈中電流通過,則正常運行時,靜(jìng)子沿軸向方向的對稱中心進行(háng)了偏置。原動機驅(qū)動發電機轉子旋轉過程中,利用汽輪機(jī)中的(de)磁極磁(cí)場,產生磁(cí)通量之後,在前半部分線圈和後半部分線圈感受的狀態下,磁場電磁力(lì)不相等(děng),就會導致電磁力持續(xù)平衡。
(2)通風量不平衡,使得麵積大的(de)一端風壓低於麵積小的一端風壓。此時(shí)勵(lì)磁機轉(zhuǎn)子(zǐ)兩(liǎng)頭風葉,會隨著通(tōng)風(fēng)量(liàng)的不平衡,出現一定(dìng)的轉子。在負荷(hé)情(qíng)況下幹(gàn)擾力不(bú)平衡,當發電機停止後,靜子中心伴隨著通風(fēng)量的不平衡,導(dǎo)致轉子偏置轉子和(hé)靜子在軸向上幾何中心存在偏差。發電機卸載後,電磁(cí)力出現了幹(gàn)擾力不平衡的狀態,由此產生軸向推力。
三、對於軸承軸(zhóu)向振動進行消除的方法
(1)可以調整電磁機和電機的磁力中心,不需要通過複雜的計算,就可以消除通風量和電磁力不平衡的狀況。在(zài)調整過程中(zhōng),要對轉子的軸向熱脹伸長量(liàng)等進行合(hé)理的調配。轉子和靜(jìng)子的磁力中心,經過調(diào)配之後達到熱態重合,實現靜止和空載。
(2)探明螺栓鬆齒的原因(yīn),將螺帽的鬆弛(chí)程(chéng)度和鬆弛速(sù)度進(jìn)行計算,得到應力鬆弛和(hé)螺栓的疲勞狀態,做好記錄之後,重(chóng)新研磨和(hé)刮擦(cā)軸承底座(zuò)的台板,確(què)保軸承座和台(tái)板接觸(chù)麵積能夠達到75%以上,重(chóng)新調整軸瓦(wǎ)和軸承之間的過盈量,確(què)保外靜力在標準的規(guī)定的範圍內能夠(gòu)緊隨(suí)軸頸,實現外力的平衡,不再(zài)受軸瓦和軸頸的牽製。
四、結語
汽輪發動機發生振動現(xiàn)象是在所難免的,這往往是設備可能發生損壞,或者是這種機械出現故障的信號,為(wéi)了保證(zhèng)汽輪(lún)發動機組的正常運行,在設計(jì)階(jiē)段就應該(gāi)進(jìn)行質量標準和(hé)工藝要求的設定,保證汽輪發電機組在運行之後,延長使用壽命(mìng),保(bǎo)持機組運行的可靠性。在振動出現的初期做出準確的分析,也是對這種進(jìn)行製止的有效措施。通過(guò)前期的振動原因(yīn)的分析,采取正確的方法,就能徹底的讓振動加以消除。
參考(kǎo)文獻:
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來源:《科技風》2019年(nián)第8期