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汽轮机事故与预防的理论知识

发布时间：2010/10/3 阅读次数：29697 字体大小: 【小】【中】【大】

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第六节
汽轮机振动

对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷，隐患的综合反映，是发生故障的信号。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正常运行。多年来，不少机组因振动大而拖延了投产期和检修期。对生产运行来说，接收了振动符合标准的机组以后，还必须加强振动监督，对振动监测做到制度化、经常化，必须在机组振动突然增大达到规程规定值时，及时果断地将机组停运，防止扩大损坏，或对振动虽然增大，但尚未达到规程规定紧急停机数值的异常及时对比分析，查找原因，并采取措施防止设备损坏事故的发生。
多年来，由于振动监督工作薄弱，或机组振动异常达到规定停机标准而未停机，导致设备扩大损坏的事故时有发生，现列举几个典型案例：
（1）1990年某厂一台100MW双水内冷机组，在上级安监部门负责人到现场检查时，发现该机振动很大，该机没有监督振动的盘表，值班人员说这台机移交生产时振动就大。查找振动记录薄时，现场和车间都没有记录（最后找到一次前两个月的振动记录），后用携带型振动表进行实测，发电机汽侧轴瓦振动0.22mm，励侧轴瓦振动0.25mm，当即要求该厂技术负责人停机。停机后经全面检查发现发电机水内冷转子局部水路阻塞，造成发电机转子质量不平衡引起强烈振动。据现场人员反映，前两天这台机振动就有所增大，但因振动监督薄弱，而未能发现振动严重超标。
（2）1994年某厂200MW机组大轴弯曲事故中，当启动到转速500r/min时振动增大，按防止大轴弯曲技术措施规定，转速在1300r/min以下振动超过0.03mm时，应打闸停机。而这次事故中，振动高达0.10mm，最大0.13mm，才打闸停机，导致机组大轴弯曲。
（3）1984年某厂一台苏制200MW机组在进行快关试验中，试验人员在试验间隔中检查机组情况时，发现高中压转子间对轮附近的2号轴瓦振动比原来增大0.02mm，但振幅值还在合格标准以内，对此异常情况经分析研究后决定停机检查，经检查1号对轮12条螺栓中已有8条断开，1条裂缝，该机高压转子只有一个承力轴承，依靠1号对轮连接后经2号轴瓦支承，若在带负荷情况下对轮断开，后果难以设想。由于及时监测、分析振动异常，正确对待才避免了毁机事故。
上述事故案例表明，汽轮机组的运行必须坚持进行振动监测，以便在振动突然超标时立即将机组停运，或在振动异常变化时分析原因、采取措施防止机组设备严重损坏。在振动监测方式，一般应做好以下几项工作：
（1）法规规定，转速在3000r/min的机组轴承在各种运行方式下，轴承的垂直、水平和轴向3个方向双振幅值在0.025mm以下为良好，在0.05mm及以下为合格。这就是评定、控制机组振动的标准。新安装或检修后的机组应尽可能保持较低的振动值，如超过0.05mm，即视为不合格。应查找原因，采取措施，将振动降到允许范围才能将机组投入运行。运行中的机组振动增大并超过允许值的应分析原因，采取措施将振动降到允许范围以内，若突然增加了0.05mm，则应立即将机组停运。
（2）目前200MW及以上的机组大都装设了轴系监控装置，对振动实施在线监控，给振动监测工作创造了良好的条件。其他中小型机组有的虽装有振动监测表，但准确度较差，要靠携带型振动表定期测试核对，有的机组仅靠推带振动表定期测试记录。对中小型机组的振动监测工作，一般都比较薄弱，不能坚持定期（每周、每10天等）测试或测试记录不全不完整等等，不利于有关振动规定的认真执行。因此，电厂应明确规定测试振动的周期，给汽机车间专业人员和运行现场配备较高精密度的振动表，并建立专业人员保存的和运行现场保存的振动测试登记簿，按规定周期测试并将测试结果记入登记簿。测试中发现振动比上次测试结果增大时，专业人员应及时向领导汇报，并分析振动增大原因，研究采取措施，必要时增加振动测试次数，以监测是否继续增大。运行中如发现机组振动异常时，应立即使用现场保管的振动表进行测试，如振动比上次测试结果增加了0.05mm时，应立即打闸停机。如振动增加虽未达到0.05mm，但振动异常时听到机组有响声（如掉叶片等），或机内声音异常时，也应停机进行检查。对一般的振动增大，也应向车间汇报，以便组织分析原因，采取措施。总之，机组振动测试结果是研究分析机组运行状况的重要技术依据。一是要坚持定期测试准确，做好记录；二是据以执行紧停规定或从振动异常中查找原因，采取措施防止设备扩大损坏。
（3）机组启动中也应进行振动监测并做好记录，如振动值达到防止大轴弯曲反事故技术措施的规定时（1300r/min以下超过0.03mm，过临界时超过0.1mm）应立即打闸停机，查找原因，采取措施后方可再次启动。
（4）对国产200MW机组部分轴承振动偏大的问题，水电部以[1987]基火字104号文发出了《关于进行国产200MW机组振动普查的通知》，尚未进行普查并且振动偏大的机组，可组织进行振动普查，并与厂家联系采取改进措施。
（5）对重要的辅机也应定期进行振动监测工作。发现问题及早采取措施，防止设备扩大损坏。

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