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案例分享积碳导致汽轮机振动不断增加

发布时间:2019-08-16 23:37编辑:教育浏览(183)

      查询该机组2016年04月以来的运行数据,并结合现场状况描述,总结该机组轴系振动历史及特征如下:

      (1)2016年5月27日00:41,1号轴振首次发生振动波动(图1),随后隔一天或几天就会再次出现类似的振动波动;

      (2)1号轴振波动的幅度逐渐增大,比如:首次出现振动波动幅度仅为15μm左右,而7月11日振动波动幅度超过100μm(图2);

      (3)在1号轴振波动的同时,2号轴振也会有所波动,但波动幅度较小,另外每次振动波动时间约为15min左右(图3)。

      轴承油档碳化摩擦是由于润滑油系统投入运行后,主油箱上排烟风机一直在工作,各轴承箱内部呈负压状态,使得空气中的灰尘、油挡周围的轻质纤维、汽缸上的保温碎屑及粉末等都会由于空气的流动而随之带入油挡内,并与润滑油烟混合,形成一种软质油垢状混合物,粘结到油档的各道密封齿上,随着时间的推移,这些油垢物会越积越多。

      同时,在机组运行中,高中压汽缸周围的温度很高,特别是在轴承箱油挡部位,由于结构和布置关系,这一部位的空间间隙很小,汽缸的保温层也较薄,在高温的作用下,油档密封齿上的油垢状混合物慢慢地干结,无法顺利通过泄油孔而残留在油挡上。

      当这些残留物越积越多后,油档间隙变小,直至与转子碰触,并反复摩擦、挤压,造成局部高温碳化,形成了一种疏松的焦炭化物质。当这些碳化物质越积越多后,油档间隙变小,直至与转子碰触,产生摩擦振动。

      由于这种碳化物质不像金属物一样坚硬,随着振动幅值逐渐增大,会被逐渐摩掉或挤向密封齿两侧,从而使油挡间隙又重新变大,转子与碳化物脱离,振动也逐渐恢复正常。

      但由于含有灰尘的空气在一直进入油挡间隙与油烟混合,不断粘结到密封齿上,在高温的作用下,这些油垢物继续碳化固结,使油挡间隙再度变小,直到固结的碳化物再次与转子相碰,继续着下一个周期的摩擦振动。

      目前,该机组高中压转子的油档碳化摩擦的烈度相对较小、持续时间也较短。但基于油档碳化摩擦振动发展的特征,预计随着运行时间的延长,机组轴振波动的幅度将逐渐爬升、波动频次将更为频繁,且振动波动将不限于1号轴振,有可能会引起2号、3号轴振波动,甚至发电机的振动波动。

      (1)增大润滑油的进油压力(可按制造厂设计上限进行调整),以增大轴承润滑油的流量,进而使得喷射到油档上的润滑油增多,这一方面降低了油档温度,另一方面也能及时冲走密封齿上的油垢。

      (2)建议对振动跳机保护进行延时5s,且在振动波动峰值接近振动保护值时,可采取相关措施,比如启动顶轴油泵、启动交流润滑油泵、降低负荷等,从而给转子一个额外扰动力,使其与油挡脱离接触。

      (3)在不发生油挡漏油的前提下,适当减小轴承箱内的负压值,以尽量减小吸入油挡的空气粉尘量。

      (5)如现场条件许可,可以在油挡与轴封间增加一道隔热板,比如在轴承箱与缸体之间通压缩空气,以降低油挡温度,避免油垢混合物过快地被烘干而残留在油挡上。

      如有停机机会或振动波动已达振动保护值,建议对汽轮机1~3号轴承油档进行检查清理;如条件许可,可同时对发电机油档进行检查清理。

      现场经验表明,大部分机组在检修中清理了油档积碳后,摩擦振动故障消失。但少数机组油档反复出现积碳,则可选择进行如下技术改造:

      (1)在油挡适当位置,增加一路压缩空气,既可以减少粉尘吸入量,又可以对油挡进行降温,并对油垢混合物进行吹扫,以加速其排出。

      (2)汽轮机油挡上的碳化颗粒主要是由于油垢混合物与转子反复摩擦、挤压,造成局部高温碳化而产生的,只有少量碳化颗粒是由于油挡出现局部过热点而引起的,因此建议适当增大油挡泄油孔的孔径、或增加油挡泄油孔的个数,以保证油垢混合物能及时、顺利地通过泄油孔排出。

      (3)对高压轴封进行优化改造,采用新型汽封结构,既避免间隙小转子与汽封发生动静摩擦,同时减小轴封漏气量。

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