王森 陳(chén)同廉
汽輪發電機組轉動部件與靜止部(bù)件的碰摩是運行中常見故障,而轉軸碰(pèng)摩是機組起動和(hé)正常運行中振動突(tū)然增大的主要故障之一。汽輪機動靜部分(fèn)碰(pèng)磨對(duì)設備造成的危害是非常嚴重的,據國內汽輪機(jī)彎(wān)軸事故統計表明,其中86%由轉軸(zhóu)碰(pèng)磨引起,轉軸碰磨嚴重時會引起軸破壞。
碰磨產生的原因:
汽輪機(jī)組的徑(jìng)向和軸向碰磨通常發生在隔板汽封、葉片圍帶汽封以及軸封部位(wèi),徑向(xiàng)碰磨還可能(néng)發生在各軸承的油擋、汽封片部位。發電機的徑(jìng)向碰磨通常發生在密封瓦處。
機組動靜碰磨原因(yīn):
1 轉軸振動過大
造成(chéng)軸(zhóu)振動過大的原因有質量不平衡、轉子彎曲、軸係失穩等(děng)。不管那種原因,大(dà)振(zhèn)動下的轉軸振幅一旦大到動靜間隙值,都可能(néng)與靜止部位發(fā)生碰(pèng)磨。
2、動靜間隙過小或消失
造成軸封間隙(xì)過小或消失的(de)原因有上下缸溫差過大,使得軸封間隙減小(xiǎo)或消失;
汽缸與法蘭溫差過大,使得轉子兩端軸封上下(xià)間隙減小;
軸瓦烏金(jīn)磨(mó)損或燒瓦(wǎ),使得軸封下部間隙消失;
安裝或檢修時(shí)軸封間隙調得過小;
汽缸(gāng)膨脹偏斜,使得汽缸上的軸封發生單側碰磨;汽封殼體變形,使得軸封間隙減小或消失;
汽輪機(jī)相對脹差過(guò)大,使隔板與葉輪軸向通流間隙減小;
機組在起動及運行過程中,主蒸汽(qì)管道及(jí)各抽汽管道進(jìn)水,汽(qì)輪機轉子推力突然(rán)大幅度增加,會使軸向通流間隙減小;
軸承箱出現嚴重卡(kǎ)澀,機組在起動時膨脹不出來,停機時縮不回去,也會產生(shēng)通流軸向間隙減小。
碰磨故障診斷方法及其處理:
碰磨故(gù)障診斷:
現場診(zhěn)斷機組(zǔ)動靜碰磨有一定難度(dù)。如果認定發生了碰磨,有時(shí)需要開缸處理,工作量較大。根據經(jīng)驗,單純地用瓦振信號判(pàn)斷碰磨(mó),頻譜較複雜,易於混淆,而(ér)軸振動信號可提供更準確的碰磨信息(xī)。因此,現場診(zhěn)斷應盡量利(lì)用渦流傳(chuán)感器。事先沒有安(ān)裝(zhuāng)渦流傳感器(qì)的機(jī)組(zǔ),當懷疑發生碰磨後(hòu),應盡早(zǎo)加裝,利於以後的測試和診斷(duàn)。在依(yī)據(jù)振動信號特征診(zhěn)斷碰磨的同時,還需要了解機組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(tīng)診的方法,對碰磨的確(què)定(dìng)有時也是(shì)有用的。分析中把這些信息結合起來,可提(tí)高診斷的準確性。對於高中壓缸和雙層結構的低壓缸,通(tōng)流部分的碰磨聲難於準確傳(chuán)出,隻有軸端(duān)汽封(fēng)的碰磨比較容易聽到。因此,不(bú)能(néng)將某一(yī)種(zhǒng)方法的結論作為認定碰磨故障的決定性判據(jù)。
碰磨故障處理:
對於發生動靜碰磨的機組,采取的處理方法(fǎ)要根據碰磨故障嚴重(chóng)程度和檢修(xiū)工期而定,處理方法有下列5種:
(1)提高升速率。如果碰磨發生在某一低轉速點或臨界轉速前,現場對碰磨判斷的準確性把握較(jiào)大,且僅是個(gè)別瓦振大,大多數瓦振正常,整個機組不存在(zài)其它振動,可采取提高升速率衝過這一轉速區,直接升到高轉速或3000r/min的方法。
(2)根據振動調(diào)整運行參數(膨脹、差脹、負荷(hé)、缸溫等),使機(jī)組通過發生碰磨的工況區。
(3)長(zhǎng)時間暖機。將機組打閘(zhá)至盤車(chē)狀態,或保持在某(mǒu)一(yī)轉速數小時甚至數十小(xiǎo)時,使碰磨部位自行磨合消除。
(4)根據對產生碰磨原因的分析,從外(wài)部消除缺陷。
(5)如果碰磨部位發生在軸封處,對於汽(qì)缸端部汽封套、汽封環可拆卸的機組從外部調整。對於(yú)個別大機(jī)組,如果能準確判斷碰磨的徑向方位,調整軸承標高(gāo)或聯軸器對輪左右偏差、張口(kǒu)也是一種工作量較小的措(cuò)施,但需執行常規檢修規範(fàn),注意影響運行的相關因素,如瓦溫、通流間隙等的變(biàn)化。
結論:
(1)新建或大修後的機組(zǔ),由(yóu)於(yú)汽輪機動靜間隙小,起動前軸偏心、汽缸溫差、差(chà)脹等重要參數一定要控製在(zài)規程規定(dìng)的範圍內,在起(qǐ)動過程中要注意機(jī)組的(de)振動情況,盡量維持參(cān)數的穩定,防止動靜碰磨(mó)的(de)發生(shēng),若在衝轉過(guò)程中存在動靜碰磨故障,則在過臨界轉(zhuǎn)速時振(zhèn)動會更加劇(jù)烈(liè),甚至造(zào)成彎軸。如果轉速在一階(jiē)臨界轉速以下振動達到規(guī)定(dìng)的數值,應該立即打閘停(tíng)機,盤車一段時間正常後再起動;如果轉速(sù)在一階臨界轉速以上,則在振動可以控製的轉速上多(duō)停留一段時間,磨合(hé)一定時間(jiān)後再(zài)升速,經過幾次起停,碰磨故障可以消除。
(2)若在運行中發(fā)現機組振動(dòng)有增大(dà)趨勢時,要嚴密監視振動情況,如(rú)果振動可以控製在一定的變化範圍內,可以觀察運(yùn)行一段時間,以(yǐ)磨合出適當的間隙,如振動上升速度較快,要嚴格按運行規程(chéng)進行操作,必要時進行緊急停機。