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电厂发电机振动故障及处理

  振动故障是发电机运行过程中的常见故障类型,通常是由于发电机的转动部分不平衡、电磁方面或机械故障引发的,在电厂运行过程中发电机的工作性能以及工作状态对电厂的工作有十分重要的影响,提高发电机运行质量必须要从预防发电机故障着手。发电机振动故障带来的影响比较大,在日常运行过程中必须要找到发电机振动故障的原因,及时做好检修维护,以减少发电机故障发生率。

 

一、电厂发电机异常振动的危害

 

  振动是发电机在正常的运行状态下的一种正常现象,这种振动是一种有规律的振动,而且振动的幅度不会太大,因此对发电机的运行产生的影响也是在允许范围之内,所以不会造成其他事故。但是在运行过程中对于一些异常振动,超出发电机的承受范围,则会导致发电机运行稳定性受到影响。发电机异常振动带来的危害主要有以下几个方面:第一,振动会导致发电机组连接处的部件出现松动,例如地脚螺丝发生松动或断裂;第二,异常振动会导致发电机基座的二次浇灌体发生松动,从而使得基础处出现裂缝;第三,异常振动会导致发电机的通流部分的封轴装置相互摩擦,出现严重的磨损,并且造成设备主轴弯曲;第四,导致滑销磨损,严重时还会影响发电机的热膨胀能力,造成严重的安全隐患。第五,异常振动会导致发电机的转子护环出现松动和磨损,严重时会造成芯环破损和线路的绝缘磨损现象,引发短路故障和接地故障。

 

二、电厂发电机常见的异常振动

 

  电厂发电机组的异常振动是一种较为常见且复杂的运行故障,产生异常振动的原因是多种多样的,例如发电机本身的质量问题和介质问题,如油温、油质、疏水等因素可能会导致异常振动,外部操作不当也会导致异常振动。

 

1 气流激振造成振动异常

 

  由于气流激振是引起发动机异常振动的主要原因,当发电机受到气流激振影响的时候,机器会出现两个特征,一个是发电机的振动比较敏感,很容易受到各种运行参数的影响,而且振动幅度增大、突发性特征明显;另一个是在发电机设备运行过程中会出现较大量值的低频分量。气流激振主要是由于汽轮发电机组的叶片受到不平衡的气体流冲击,从而产生的振动,另外,一些规模体积较大的发电机组,其末级比较长,在汽轮发电机组的叶片膨胀末端也可能会产生气流流道紊乱的现象,进而造成气流激振,引起发电机组的异常振动。

 

2 摩擦振动

 

  由于摩擦导致的异常振动在发电机组运行过程中也比较常见,发电机组的摩擦振动主要有几个特点,第一,在振动的波形中会出现少量的分频、高频以及倍频分量,主要是由于转子热弯曲产生了不平衡力,并且受到振动摩擦产生的非线性因素和冲击的影响,从而使得振动信号出现异常;第二,摩擦振动的持续时间较长,当摩擦比较严重的时候还可能会导致振动的振幅不断增大;第三,在发电机组降速的过程中如果存在摩擦振动,则会导降速过临界时的振动与正常情况下的升速相比较而言更大一些,当机器停止工作之后大轴的晃度比较高。

 

3 转子故障带来的振动

 

  发电机组的转子在转动过程中,转子上的每个质点都会产生离心力,如果转子的转动过程不平衡,则每个质点的离心力是不能相互抵消的,因此导致离心力不平衡,从而可能会导致异常振动。另外,转子在工作过程中会出现热变形,发生热变形的时候转子的振幅明显增加。造成发电机组转子热变形的主要因素有两个,一个是由于发电机组转子的温度异常,当发电机组工作一段时间之后温度会升高,材质的内应力也会随着温度的升高而释放,从而导致发电机组转子出现变形。另一个是由于蒸汽参数的影响,当发电机组转子在运行过程中受到蒸汽参数影响的时候也会导致转子出现变形,主要有临时性完全变形和永久性完全变形两种,对发电机组运行产生严重影响。

 

三、发电机组振动故障的处理

 

1 电厂发电机组振动异常的故障检测

 

  在电厂发电机组工作过程中经常会出现各种异常振动现象,在进行振动故障处理的过程中,应该首先要对故障进行检测,根据振动故障发生时的频率波形的变化特点、频率的变化情况等对振动故障的原因进行分析,同时观察振动相位的变化情况以及相邻轴承的相位间的相互关系,对发电机组运行过程中的转速、温度、负荷等各种参数进行分析,将其与正常工作参数进行对比,作为故障原因的分析依据。

 

  例如当发电机组的转子质量存在偏心时,转速升高时也会导致设备的振动频率升高,进而转速越来越大、振动也越来越大。再比如对气流激振故障进行确认,需要对较长时间内机组每次发生异常振动的相关数据进行记录,并且对发电机组在满负荷条件下的运行数据进行记录,做出数据曲线图,对曲线图的走势及变化趋势进行分析,确定发电机组在气流激振发生时的工作状态。电厂工作人员应该要及时做好发电机组设备的振动特性,随时观察发电机组的异常情况,并且做好记录,对故障进行排除。

 

2 对发电机组异常振动问题进行解决

 

  发电机组异常振动故障的诊断分析是解决振动故障的重要前提,针对不同的故障,要采取不同的方式进行处理。主要包括以下几个方面:第一,对汽流激振引起的发电机组异常振动,可以根据发电机组的不同负荷,对高压调速汽门的特性进行调整,从而使得气流激振被消除,减少异常振动。还可以降低发电机组运行过程中的升降负荷的变化速率,并且对负荷的范围进行改变,从而减少气流激振危害。

 

  第二,对转子异常情况进行处理。通常情况下转子的不平衡状态是通过频谱图来显示的,对于发电机组而言,应该要综合考虑各种因素对转子的影响,比如出现异常振动的是刚性转子,则应该要对转子的最大转速进行确定,并且对转子的转速进行对比,得出具体的诊断结论。同时还要区分出具体的相位,当转子的相位与频率保持一致,则可以判定是基础共振,如果发电机组上的各个质点的离心振幅有差速,则可能由于转子不平衡造成的,对此可以加强对转子的转速控制,使得转子保持相对平衡,减少转子不平衡带来的异常振动故障。

 

  第三,减少摩擦故障。发电机组的转子在振动摩擦的情况下会产生涡动或抖动现象,因此在发电机组工作过程中要积极加强对摩擦现象的控制,例如由于缺乏润滑油导致摩擦严重,因此在发电机组正常运行过程中要随时观察机组的润滑油是否充足,及时进行补充,减少发电机组中各个元件之间的摩擦现象。

 

3 做好发电机组的日常维护管理

 

  在发电机组的正常工作过程中,正常的振动并不会带来严重危害,为了减少异常振动,必须要积极加强对发电机组的日常维护管理,维修人员要定期对发电机组进行检测,对各种硬件进行测试,一旦发现问题要及时维修,如果发现硬件已经不能满足生产所需,则应该要及时对硬件设备进行更换,并且对更换之后的发电机组进行调试,确保没有问题之后再投入使用。其次,维修人员要做好维修记录,对发电机组的维修工作进行档案化管理,对于每次维修的过程、时间、结果等都要详细记录,便于维修工作交接,确保发电机组的维修没有遗漏。

 

  综上所述,电厂发电机组在日常运行过程中会出现自然有规律的振动,但是由于其他原因的影响以及发电机组设备本身的老化问题,机组也可能会出现各种异常振动。发电机的异常振动是一种较为复杂的故障,其产生的原因是多种多样的,在电厂运行过程中应该要及时加强对发电机组的维修养护管理,及时进行监测,一旦发现有异常振动故障,要及时分析故障的类型、成因,并且对故障进行解除,以提高发电机组工作稳定性。

 

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