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大型汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子和缸體體積大、質(zhì)量大,因此其柔性大。出于經(jīng)濟(jì)性考慮,密封間隙被控制得相對較小,這使得摩擦振動(dòng)在這類機(jī)組中頻繁發(fā)生。
摩擦是機(jī)組常見的振動(dòng)故障之一,往往很劇烈,傳播很快。如果動(dòng)靜接觸產(chǎn)生的熱應(yīng)力超過了材料的屈服極限,也會(huì)造成轉(zhuǎn)子的永久彎曲。轉(zhuǎn)子彎曲有相當(dāng)一部分是動(dòng)靜摩擦引起的,有些軸故障事故直接或間接與摩擦振動(dòng)有關(guān)。因此,識(shí)別摩擦振動(dòng)的特征并及時(shí)采取正確的措施是非常必要的。
動(dòng)靜接觸最常發(fā)生在軸封和隔膜密封中。汽封是密封蒸汽的裝置。按其位置可分為端封(也叫軸封)、隔板密封和葉片密封。端封位于汽缸和轉(zhuǎn)子之間,以減少汽缸的蒸汽泄漏或空氣進(jìn)入汽缸;汽封在轉(zhuǎn)子和隔板之間的間隙之外,以減少蒸汽漏入隔板;在動(dòng)葉片的端部,在輪盤的圓周上,在隔板體的軸向和徑向位置,擋汽片稱為葉片汽封。
軸封和隔板密封之間的動(dòng)靜接觸會(huì)造成轉(zhuǎn)子溫度的不對稱,從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的熱彎曲。而葉片壓蓋處的動(dòng)靜接觸對轉(zhuǎn)子溫度的影響很小,不會(huì)產(chǎn)生摩擦振動(dòng)。
此外,擋油板、軸瓦、發(fā)電機(jī)端蓋、密封瓦和其他部件都可能與轉(zhuǎn)子接觸。動(dòng)靜觸頭的發(fā)生與結(jié)構(gòu)、維護(hù)和運(yùn)行的原因有關(guān)。
01結(jié)構(gòu)性原因
有些低壓缸剛性低,充水、抽真空、加熱后容易變形。
密封段較長或密封靠近跨中轉(zhuǎn)子跨中撓度較大的位置。
鋼壓蓋或彈簧壓蓋,摩擦?xí)r不易脫離。
隔膜變形。
如果機(jī)組的靈敏度高,輕微的動(dòng)靜接觸都會(huì)反映在振動(dòng)中。
02維護(hù)原因
(1)動(dòng)靜間隙調(diào)整不當(dāng)。
如片面追求經(jīng)濟(jì)性,不當(dāng)減少間隙,造成動(dòng)靜接觸。比如一臺(tái)600MW機(jī)組,投運(yùn)后不能滿負(fù)荷運(yùn)行,檢修時(shí)高缸與中缸間隙減小不當(dāng),導(dǎo)致啟動(dòng)后甚至達(dá)不到3000r/min。后來重新檢查了一些軸封間隙,發(fā)現(xiàn)有些地方間隙甚至為零。
廠家提供的間隙值更多是出于機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的考慮。根據(jù)這樣的間隙值調(diào)整,不能完全避免動(dòng)態(tài)和靜態(tài)接觸。比如低壓缸隔膜密封的安裝間隙一般在1mm左右,但運(yùn)行中缸體下沉可達(dá)幾毫米。
由于安裝時(shí)很難把握一個(gè)合理的間隙,新機(jī)啟動(dòng)和機(jī)組大修后容易發(fā)生摩擦振動(dòng)。
(2)對齊不良。
(3)滑銷系統(tǒng)卡澀造成氣缸變形和偏差。
03操作原因
(1)汽缸偏差或基礎(chǔ)不均勻下沉。
(2)蒸汽溫度的變化。
如果蒸汽溫度變化太劇烈,會(huì)引起靜止部件的變形。因此,溫度的變化必須控制在合理的范圍內(nèi)。
(3)氣缸進(jìn)水和保溫不良。
通過蒸汽管或抽汽管進(jìn)入汽缸的水會(huì)急劇冷卻汽缸壁。這樣一來,上下缸的溫差就會(huì)很大,缸體就會(huì)“拱起”(彎曲)。這將引起嚴(yán)重的摩擦,并對流道中的部件的安全構(gòu)成威脅。氣缸隔熱不良也會(huì)導(dǎo)致氣缸體變形。
(4)排氣罩的快速加熱和冷卻。
在低負(fù)荷、低蒸汽流量條件下,排汽缸受熱迅速,可能導(dǎo)致汽缸變形。如果灑水裝置沒有及時(shí)投入運(yùn)行,可能會(huì)引起摩擦。
(5)密封損壞。
汽封系統(tǒng)進(jìn)汽溫度的劇烈變化或進(jìn)水會(huì)使汽封變形或損壞。
(6)熱身不充分。
當(dāng)轉(zhuǎn)子大幅擺動(dòng)時(shí),啟動(dòng)機(jī)器。
(7)劇烈振動(dòng)。