内蒙古东华能源有限责任公司 内蒙古鄂尔多斯 010321
摘要：随着工业的快速发展，空气压缩机汽轮机运用到了日常的生产中，其对工业生产意义重大。空气压缩机汽轮机作为一个复杂的系统，它的正常运行受到了多种因素的影响，经常会发生空气压缩机汽轮机异常轴振动的问题，因此，对这种振动现象进行分析，找出造成其振动的原因十分必要。本文就空气压缩机汽轮机异常轴振动原因分析与处理进行探讨，首先阐述了空气压缩机汽轮机异常轴振动原因分析，其次，提出了具体的处理方法，以减少空气压缩机汽轮机异常轴振动的发生几率，确保机器的正常运行。
关键词：空气压缩机；汽轮机异常轴振动；原因分析；处理
一、空气压缩机汽轮机简介
以塔里木油田分公司塔西南化肥厂的空气压缩机汽轮机（101-．IT）为例，该汽轮机为高压抽汽凝汽式汽轮机，型号为EHNK25／28／50，正常功率5 841 k W，转速为9 735 r／min，进汽压力为12.15 MPa，抽汽压力为4.22 MPa，进汽温度为510℃，抽汽温度为369℃，耗汽量64．3 t／h，抽汽量59．2 t／h。该汽轮机主要由主汽阀、调节阀、缸体、转子、支承装置、滑销系统、调节保安系统等组成。正常运行时，该空压机汽轮机轴振动值应为20μm左右。一段时间后，汽轮机轴振动出现异常性波动，起初每天波动2次左右，振动值最高达55μm左右，波动时间5 min。后在短停开机后振动有所加剧，运行一段时间又趋于稳定。有时在短停开机后振动波动现象消失一段时间后，又出现并逐渐加剧。启停机时，汽轮机前轴承测点晃度较大，过临界时的振动幅值较高。如今，其振动值最大达135μm，已达到机组联锁值，严重影响机组的安全运行。下面对空气压缩机汽轮机异常轴振动原因进行分析。
二、空气压缩机汽轮机异常轴振动原因分析
其实，引起汽轮机组振动的原因是多方面的，也是十分复杂的。这与机组的制造、安装、检修和运行水平等有直接的关系。机组轴振动包括强迫轴振动、自激轴振动和轴系扭振。
2.1轴承供油不足或油温不当，引发油膜自激和间隙自激振动
轴振动系统通过本身的运动不断向自身馈送能量．自己激励自己．这样产生的轴振动称为自激轴振动。引起机组自激轴振动的原因主要是油膜自激和间隙自激，它们引起的轴振动分别为油膜振荡和间隙自激振动。引起轴振动的主要原因是轴承供油不足或油温不当使油膜遭到破坏。发生油膜振荡时轴颈振幅很大，会引起轴承油膜破裂、轴颈与轴瓦碰撞甚至损坏。另外，因其振动频率刚好等于转子的第一临界转速．成为转子的共振激发力，从而使转子发生共振。汽轮机内部转动部件与汽封偏心．也容易产生蒸汽白激振荡引起轴振动．
2.2汽轮机所带负荷不稳定等，引发激振力的产生
汽轮机运行条件发生变化引起轴振动，汽轮机所带负荷不稳定或压缩机发生喘振。蒸汽压力、温度出现大幅波动，主蒸汽带水造成水冲击，使蒸汽力矩迅速发生变化，将对轴系扭矩平衡造成冲击，引起扭振。轴封供汽温度异常、真空度突变（它们影响转子中心）。轴承瓦块不能自复位、轴承润滑不够、润滑油内有杂质、润滑油压不稳定、油温异常以及润滑油带水都会造成油膜不稳定等，这些都会使转子在旋转过程中，受到不均衡的外力激振，激振力使转子转动中心轨迹发生了偏移而发生无规律的振荡。
2.3空气压缩机汽轮机零件存在问题，导致机组发生强迫振动
转子质量不平衡，加工检修偏差、个别元件断裂、松动、转子被不均匀磨损及叶片结垢等均会使转子产生质量偏心，引起机组发生强迫振动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆启动过程中．盘车或暖机不充分、升速或升负荷过快以及停机后盘车不当，使转子沿径向温度分布不均匀而产生热弯曲。转子的材质不均匀或有缺陷，受热后出现热弯曲，动静部分之间的碰磨使转子弯曲。在旋转状态下，当联轴器平面与主轴中心线不垂直或转子在连接处不同心，都会产生引起轴振动的扰动力，从而引起机组振动。若轴瓦或轴承座松动、安装着轴承的汽缸变形、机组基础框架不均匀下沉．都会使轴系的受力发生变化，引起机组振动。
三、对于空气压缩机汽轮机异常轴振动的处理方法
3.1检查振动检测系统和电源等，确保仪表测量的准确性
首先，检查空气压缩机汽轮机振动监测系统是否发生误报警情况。检查电源、机柜接地及测量信号线屏蔽情况良好，检查紧同监测系统所有接线端子，更换检测模块，如果异常轴振动依然存在，说明空气压缩机汽轮机振动监测系统正常。更换磨损的汽轮机转子接地电刷，防止因转子静电聚集而造成轴承、轴瓦、轴端汽封的损坏，杜绝静电对本特立3500双通道轴振动监测系统的干扰，保证仪表测量的准确性。
3.2调取装置DCS控制系统。与汽轮机相关参数对比分析原因
通过调取装置DCS控制系统与汽轮机相关参数进行分析比对查找影响因素。调取了异常轴振动发生时段汽轮机主蒸汽压力、温度和排汽压力、温度的趋势图。如果曲线趋势都很平稳，空气压缩机的进出口气体压力、温度和流量也都在正常工况下运行，就不可能发生喘振现象，说明异常轴振动不是汽轮机运行条件发生变化和压缩机操作不当引起的。
3.3检查汽轮机轴封蒸汽压力自调阀，确保是否发生振动
检查汽轮机轴封蒸汽压力自调阀是否有一定开度，改变压力设定值后阀门能否自动跟踪调节，进而排除轴封蒸汽异常的影响。原来轴封蒸汽压力设定在技术规定的下限4k Pa（技术规定1～8 k Pa）。现将设定改为7k Pa留有一定的调节范围，保证轴封蒸汽压力和温度正常供给，消除轴封蒸汽带水的可能性。
3.4加强机组润滑系统管理，调整润滑油温度
调整润滑油温度，让机组分别在润滑油40℃和48℃（技术规定40～52℃）条件下运行一定周期，判定润滑油的温度对汽轮机轴振动有没有影响。由引起轴振动原因分析可知，只有当转速高于转子第一临界转速的2倍时，才有可能发生油膜振荡。而空气压缩汽轮机的正常工作转速调节范围是11 000～1l 600r／min。远离第一临界转速的2倍8 360r／min，所以基本排除油膜振荡的可能性。如果是油膜振荡引起的振动，就应该加强机组润滑系统管理，对润滑油定期进行分析。操作中及时调整油温，保证油压、油温稳定，避免产生油膜不正常流动。
四、结束语
总而言之，空气压缩机汽轮机组是一个极其复杂且多自由度的力学系统，其受到蒸汽参数的影响，轴承连接以及支撑系统也比较复杂，机器的运行受到了热胀冷缩的影响，这就增加了空气压缩机汽轮机异常轴振动频率和其发生几率。这就需要相关的检修人员和操作人员去进行科学的管理和维修，提高管理人员的技术水平。另外，在检修时，要认真的对各个问题进行排查、检测，依次的排查，消除振动异常，确从而确保空气压缩汽轮机组的平稳运行。
参考文献：
[1]张捷睿.空气压缩机汽轮机异常轴震动原因分析与处理[J].世界有色金属，2017（16）
[2]李新凯，刘全义，关小彪，冯德音.空气压缩机汽轮机异常轴振动原因分析与处理[J].化肥工业，2011（05）
论文作者:王周贺
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：汽轮机论文; 空气压缩机论文; 转子论文; 油膜论文; 异常论文; 机组论文; 发生论文; 《基层建设》2018年第3期论文;