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摘 要： 摘要：在我國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)的新時(shí)期，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會(huì)在不斷進(jìn)步，對(duì)于汽輪機(jī)而言，其是否處于正常的運(yùn)行狀態(tài)往往可以通過(guò)汽輪機(jī)的實(shí)際振動(dòng)情況加以判斷，若汽輪機(jī)在正常運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生了異常振動(dòng)問(wèn)題，那么則可以說(shuō)明該汽輪機(jī)組在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中
摘要：在我國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)的新時(shí)期，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會(huì)在不斷進(jìn)步，對(duì)于汽輪機(jī)而言，其是否處于正常的運(yùn)行狀態(tài)往往可以通過(guò)汽輪機(jī)的實(shí)際振動(dòng)情況加以判斷，若汽輪機(jī)在正常運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生了異常振動(dòng)問(wèn)題，那么則可以說(shuō)明該汽輪機(jī)組在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了故障。而造成汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因較多，要想確保汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，切實(shí)提高汽輪機(jī)運(yùn)行效率，就必須要避免汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)問(wèn)題，使汽輪機(jī)運(yùn)行振動(dòng)處于可被允許的臨界值范圍內(nèi)。
關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);運(yùn)行振動(dòng)危害;解決措施
引言
汽輪機(jī)的振動(dòng)原因是多種多樣的，而振動(dòng)又是汽輪機(jī)的主要故障原因，解決這一問(wèn)題將對(duì)我國(guó)的電力生產(chǎn)產(chǎn)生極大的推動(dòng)作用。目前，我國(guó)的電廠一線工人和專家學(xué)者也對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了研究，并且取得了相當(dāng)程度的進(jìn)展。火力發(fā)電作為我國(guó)的主要發(fā)電方式，必須保證其安全穩(wěn)定地運(yùn)行。在此基礎(chǔ)上，任何投入都是不過(guò)分的。
1汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因
1.1油膜失穩(wěn)
油膜失穩(wěn)方面，汽輪機(jī)主要表現(xiàn)為兩種形式，即油膜振蕩以及半速渦動(dòng)，對(duì)于半速渦動(dòng)現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，其一般出現(xiàn)在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于兩倍臨界轉(zhuǎn)速情況下，在對(duì)其轉(zhuǎn)速進(jìn)行提高處理時(shí)，則會(huì)在較低的轉(zhuǎn)速情況下出現(xiàn)該問(wèn)題。對(duì)于該種振動(dòng)情況而言，其可能會(huì)一直存在，并逐漸持續(xù)到較高的轉(zhuǎn)速情況下，也可能在到達(dá)一定轉(zhuǎn)速值時(shí)消失。而當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化時(shí)，其頻率也將隨之變化，但在半頻關(guān)系方面則會(huì)保持一致。
1.2轉(zhuǎn)子受熱彎曲變形
在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)中得知，轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱彎曲變形的原因也有很多種，但是常見(jiàn)的就是自身熱量過(guò)高，不能及時(shí)散熱，從而產(chǎn)生應(yīng)力變形，轉(zhuǎn)子運(yùn)行過(guò)程中氣缸會(huì)進(jìn)入冷空氣，進(jìn)入水汽，那么這些氣體會(huì)和氣缸產(chǎn)生靜摩擦和動(dòng)摩擦，最終導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻存在著差異，這樣轉(zhuǎn)子就不可避免的發(fā)生熱變形。當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲變形之后，轉(zhuǎn)輪機(jī)組就會(huì)出現(xiàn)異常振動(dòng)，出現(xiàn)這一問(wèn)題，可能會(huì)臨時(shí)產(chǎn)生危害，也可能是永久性產(chǎn)生危害，雖然直接后果不同，但是原因都是轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心造成的。如果不能及時(shí)控制，引發(fā)和質(zhì)量偏心類似的旋轉(zhuǎn)矢量激振力。當(dāng)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)彎曲，這種彎曲會(huì)導(dǎo)致軸彈力不同，轉(zhuǎn)子運(yùn)行中出現(xiàn)不平衡問(wèn)題，同時(shí)出現(xiàn)的離心相位也不同，如果二者作用力可以相互抵消，也就是作用力大小基本相同，那么轉(zhuǎn)子的振動(dòng)幅度會(huì)非常小，在專業(yè)術(shù)語(yǔ)中稱之為凹谷相撞，這一情況和轉(zhuǎn)子不平衡導(dǎo)致的動(dòng)力特征存在著很大的不同。如果二者力不能相互抵消，力的大小差距很大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的振動(dòng)噪音，那么相關(guān)人員要及時(shí)進(jìn)行檢修，必要時(shí)可以更換新的轉(zhuǎn)子。如果不平衡值比彎曲作用力的值大，振幅的減少量在臨界轉(zhuǎn)速之下。如果不平衡值比彎曲作用力的值小，振幅的減少量在臨界轉(zhuǎn)速之上。有此可見(jiàn)轉(zhuǎn)子受熱彎曲變形的危害非常大，而且故障特點(diǎn)明顯，因此檢修人員只要嚴(yán)格按照流程工作，提高崗位責(zé)任心，就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，保證火電廠的正常運(yùn)行。
1.3膨脹不均
膨化不均引起的振動(dòng)主要是由于汽缸膨脹受阻或者是加熱的不均勻引起的，這時(shí)汽輪機(jī)軸承的位置和標(biāo)高就會(huì)發(fā)生改變，造成轉(zhuǎn)子的中心產(chǎn)生位移，減弱軸承的剛度，引起機(jī)械振動(dòng)。這一振動(dòng)主要由兩種原因造成：一種是機(jī)組在啟動(dòng)的時(shí)候疏水不暢，在暖管或者是暖機(jī)的過(guò)程中，部分疏水寄存在主汽管道或者是汽輪機(jī)本體某一部分，金屬由于受汽水影響，產(chǎn)生受熱變形或者是膨脹不均，造成在運(yùn)行過(guò)程中摩擦振動(dòng);另一種原因是沖轉(zhuǎn)或者是運(yùn)行過(guò)程中，主熱汽溫、再熱汽溫、壓力與金屬汽缸的溫度不匹配，轉(zhuǎn)子受熱不均，產(chǎn)生彎曲或者是變形，造成潤(rùn)滑油的油溫、油壓遠(yuǎn)超正常的運(yùn)行參數(shù)，使轉(zhuǎn)子與氣缸的膨脹不一致，引起振動(dòng)。
2汽輪機(jī)異常振動(dòng)的解決措施
2.1做好汽輪機(jī)的安裝與檢修工作
異常振動(dòng)是汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的一種缺陷性問(wèn)題，所以，在安裝與檢修汽輪機(jī)組的過(guò)程中，應(yīng)該先做好汽輪機(jī)組的試運(yùn)行工作，確保汽輪機(jī)組的各項(xiàng)振動(dòng)指標(biāo)都滿足標(biāo)準(zhǔn)需求后方可允許進(jìn)行投入使用。在安裝過(guò)程中，切記找準(zhǔn)汽輪機(jī)組的中心位置，與轉(zhuǎn)子相對(duì)，不能存在位移問(wèn)題。同時(shí)，要做好汽輪機(jī)的定期檢修工作，制訂科學(xué)合理的檢修計(jì)劃，避免汽輪機(jī)存在安全隱患問(wèn)題。若汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生異常振動(dòng)問(wèn)題，必須要及時(shí)找出原因，確保將振動(dòng)降至允許范圍內(nèi)之后方可繼續(xù)投入運(yùn)行。在汽輪機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程中，要保證足夠的暖機(jī)時(shí)間，并保證汽輪機(jī)運(yùn)行條件符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽輪機(jī)振動(dòng)診斷系統(tǒng)
前文已經(jīng)提到過(guò)，對(duì)于振動(dòng)的解決措施無(wú)非進(jìn)行保養(yǎng)、設(shè)備更換、參數(shù)調(diào)整這三種措施，防止汽輪機(jī)振動(dòng)應(yīng)首先建立一種汽輪機(jī)振動(dòng)診斷檢測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題原因，進(jìn)行問(wèn)題的解決。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽輪機(jī)振動(dòng)診斷系統(tǒng)是近年來(lái)最新的研究成果，是一種計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)，對(duì)人腦神經(jīng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模擬，模仿人類的信息處理方式。這一系統(tǒng)是根據(jù)汽輪機(jī)振動(dòng)信號(hào)分析原理方法和故障特征提取方法，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和Matlab軟件的信號(hào)處理相結(jié)合以及GUI界面編程構(gòu)建汽輪機(jī)振動(dòng)故障的識(shí)別系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要是收集汽輪機(jī)的振動(dòng)信號(hào)，并進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)處理，最終給出振動(dòng)類別的判斷。首先安裝信號(hào)采集系統(tǒng)，在汽輪機(jī)頭、各個(gè)振動(dòng)點(diǎn)安裝機(jī)械箱和吸納紅采集裝置，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，并把數(shù)據(jù)保存在特定文件里，方便進(jìn)行觀測(cè)與處理。并將信號(hào)進(jìn)行消除多項(xiàng)趨勢(shì)以及小波的降噪，進(jìn)行基于小波能量的提取并保存。這樣就可以對(duì)其進(jìn)行故障特征向量的提取并進(jìn)行小波包重構(gòu)信號(hào)特征的向量處理。將經(jīng)過(guò)處理的特征向量作為測(cè)試診斷的樣本。由上可知，這一系統(tǒng)具有相當(dāng)程度的準(zhǔn)確性、方便性、快速性。通過(guò)這一系統(tǒng)，我們可以快速地判斷汽輪機(jī)振動(dòng)原因，在造成較大事故之前，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)其故障趨勢(shì)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整與維修。要注意這一系統(tǒng)需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)越多，參數(shù)越多，效果越好。
2.3分析解決摩擦振動(dòng)問(wèn)題的措施
摩擦振動(dòng)是比較麻煩的，因?yàn)槿魏螜C(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，都會(huì)存在摩擦力，這一問(wèn)題是不可避免的。在日常檢查汽輪機(jī)的時(shí)候，或者是進(jìn)行設(shè)備維修的時(shí)候，要重點(diǎn)對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行檢查，尤其是相互之間的摩擦情況，分析其是靜摩擦還是動(dòng)摩擦。除此之外，時(shí)刻留意機(jī)組的各個(gè)零件之間是否存在著摩擦聲音，聲音不能超過(guò)一定的范圍，振動(dòng)頻率也要控制在一定的限度內(nèi)。
2.4氣流震蕩防止
同其他問(wèn)題類型相比，氣流震蕩可以說(shuō)是在我國(guó)出現(xiàn)幾率較小的情況，但是，我們依然要對(duì)其進(jìn)行同等看待。防止方面，首先可以通過(guò)反漩渦技術(shù)的應(yīng)用對(duì)流體的周向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生干擾，在以逆向方式將其注入到流體后對(duì)失穩(wěn)的界限轉(zhuǎn)速進(jìn)行提升。對(duì)于該種技術(shù)來(lái)說(shuō)，其在應(yīng)用中也將衍生出數(shù)量較多的、具有高效特征的主動(dòng)控制手段，且在具體應(yīng)用中并不會(huì)損害到汽輪機(jī)設(shè)備。其次，通過(guò)對(duì)軸徑在軸承中的偏心率進(jìn)行增加，以此對(duì)振動(dòng)幾率進(jìn)行降低。最后，可以對(duì)軸承的幾何形狀進(jìn)行改變，在對(duì)周向旋流進(jìn)行擾亂的同時(shí)對(duì)其切向力強(qiáng)度進(jìn)行減少，以此使轉(zhuǎn)子能夠獲得更高的運(yùn)行穩(wěn)定性。
相關(guān)期刊推薦：《黑龍江科學(xué)》(月刊)創(chuàng)刊于2010年，是由黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院主辦的報(bào)道黑龍江省自然科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用研究方面研究成果和新技術(shù)成就的綜合性學(xué)術(shù)期刊。報(bào)道內(nèi)容包括能源、材料、化工、機(jī)械、動(dòng)力、電氣、電子、信息與控制、計(jì)算機(jī)、生物工程、土木工程、市政環(huán)境、道路、橋梁、交通工程、工程力學(xué)及有關(guān)交叉性科學(xué)相關(guān)的學(xué)術(shù)論文。
結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上對(duì)火電廠汽輪機(jī)運(yùn)行異常振動(dòng)原因分析發(fā)現(xiàn)，這些故障在日常工作中不可避免的會(huì)發(fā)生，因此相關(guān)班組必須做好日常的檢修、維護(hù)工作，提高個(gè)人檢修能力，當(dāng)發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)設(shè)備有異常振動(dòng)后，就可以判斷出故障原因，然后嚴(yán)格按照操作流程處理，避免故障惡化。在以后的發(fā)展中，電力企業(yè)要加強(qiáng)人員的培訓(xùn)，提高個(gè)人能力，提高崗位責(zé)任意識(shí)，將工作放到第一位上。——論文作者：殷斯坤