汽轮机大轴碳刷对汽轮机振动的影响

汽轮机大轴碳刷对汽轮机振动的影响

邓顺利

华电轮台热电有限公司 新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州 841600

摘要：汽轮机运行时，转子与汽缸之间存在着一种摩擦。在汽轮机运行时，转子会在汽缸表面滑动，从而产生一定的热量，如果该热量得不到及时地散发，就会使汽缸温度升高。如果温度过高就会引起汽轮机的振动，影响其正常运行。在大型机组中，大轴一般是由多个小轴组合成的，当转子与小轴组之间有一定的间隙时，就会产生摩擦。通常情况下，碳刷都是固定在大轴上的。如果大轴上有碳刷的话，由于碳刷与转子之间会产生一定的摩擦力，进而使得汽轮机转子和大轴之间发生摩擦。当汽轮机转子和大轴之间的摩擦过于严重时，就会导致汽轮机的振动增大。因此在进行汽轮机的维修工作时，需要注意对碳刷进行清洗，从而避免因为碳刷的脱落而引发汽轮机振动问题。通过对汽轮机大轴碳刷的清洗，可以有效地提高汽轮机的运行效率。

关键词：汽轮机；大轴碳刷；振动；原理；影响；措施

1、引言

随着我国经济的不断发展，对电力的需求量也越来越大，这就要求电力企业不断地提高其生产能力。对于汽轮机而言，汽轮机的性能直接影响着发电企业的经济效益，因此对汽轮机进行日常维护工作是十分重要的。在汽轮机的日常维护工作中，其中一项重要的工作就是对其碳刷进行更换，在进行更换时，要注意对碳刷进行清洗，这样可以提高碳刷使用寿命.

2、碳刷的种类及工作原理

汽轮机大轴碳刷种类比较多，有硬刷式、软刷式、复合式、磁极式、极帽式等多种。硬刷式碳刷一般采用石墨和铜制成，而软刷式碳刷主要有软铜型和软银型两种。在运行过程中，当汽轮机高速旋转时，碳刷就会产生较大的摩擦，进而使得碳刷与转子之间会产生一定的摩擦力，如果摩擦的程度不能得到及时地释放，就会在转子和大轴之间产生较大的热量，进而使转子的温度升高。当汽轮机运行时，转子和大轴之间会产生一定的滑动，碳刷就会在这一过程中与转子发生摩擦。由于转子和大轴之间存在着一定的间隙，所以当转子在汽缸表面滑动时，就会在汽缸表面形成一定的摩擦，进而使汽缸温度升高。当汽轮机停机时，转子和大轴之间就不会有滑动了。如果碳刷的摩擦程度不能得到及时地释放，就会在碳刷表面留下一定的热量，从而使得碳刷温度升高。

碳刷与转子之间存在着一定的摩擦是汽轮机运行时产生振动的原因之一。碳刷与转子之间所产生的摩擦是通过碳刷上产生的热量来传递给转子的。当转子和大轴之间出现相对运动时，就会使得转子和大轴之间出现相对位移。当转子与大轴之间存在相对位移时，就会使得碳刷与转子之间产生一定的摩擦力。在机组运行过程中，当机组高速旋转时，由于转子与大轴存在着一定的间隙而引起摩擦时，就会在碳刷表面留下一定的热量。当机组停止运转时，由于碳刷不能及时地释放热量而使碳刷温度升高。因此在汽轮机运行过程中，碳刷与转子之间所产生的摩擦是影响汽轮机振动因素之一。

3、汽轮机振动与碳刷的关系

碳刷是汽轮机中的一种关键部件，碳刷的作用是对汽轮机进行润滑和冷却。在机组运行时，汽轮机转子的表面会存在一定的温度，而碳刷在工作时，必须要与其进行接触。当碳刷与转子接触后，就会使其产生一定的摩擦。碳刷是一种含有金属材料的零件，具有一定的硬度和弹性，在汽轮机运行时会产生一些热量。如果这些热量得不到及时地散发，就会使碳刷和转子之间产生摩擦。当摩擦系数较小时，可以起到一定的润滑作用；但是当摩擦系数过大时，就会使汽轮机产生振动。所以说，碳刷与汽轮机之间有着密切的关系。在汽轮机运行时，如果碳刷与转子之间的摩擦过大或过小，都会对汽轮机造成一定程度的损坏。当汽轮机转子产生振动时，也会使碳刷与转子之间产生一定的摩擦力；当摩擦力过大时，就会使碳刷产生严重变形；如果碳刷发生了脱落现象或者是磨损过度现象，就会使转子和大轴之间产生一定的摩擦力。

4、振动影响分析

汽轮机大轴碳刷在工作中会出现磨损的现象，当磨损到一定程度时，就会对汽轮机的正常运行造成一定的影响，进而引起机组振动。因此，在日常的维修和保养中要对汽轮机大轴碳刷进行及时地更换，避免振动的发生。在对汽轮机大轴碳刷进行更换时，要将其装到新的碳刷上，确保其质量可靠，安装完毕后要对其进行检查，如果发现异常就要及时更换。

通常情况下，碳刷是固定在大轴上的。如果碳刷与大轴之间存在一定的间隙的话，就会使大轴与碳刷之间产生摩擦力。如果摩擦力过大的话就会影响到汽轮机转子的正常运转。如果摩擦力过大，就会使转子发生滑动而导致异常磨损。在汽轮机运行时，转子与汽缸之间会有一定的间隙。如果间隙过小的话就会导致转子出现弯曲等问题。在汽轮机运行时，如果汽缸和转子之间出现了一定的摩擦的话，就会使汽轮机内部的热量得不到及时地散发。如果热量散发不出去就会使汽轮机转子产生一定的高温而导致异常磨损。

在汽轮机运行时，如果温度过高的话，就会使汽轮机内部的润滑油以及蒸汽发生相变而导致异常磨损。另外，在汽轮机运行时还会使转子和大轴之间产生摩擦。在汽轮机运行时，如果动静部分发生摩擦的话，就会使转子产生一定的热弯曲。如果热弯曲过大的话，就会使转子与大轴之间存在着一定的间隙，进而导致转子与大轴之间出现异常磨损，最终引起汽轮机振动。

5、提高振动稳定性的措施

首先，在机组检修期间，要对碳刷进行更换，及时的消除碳刷对机组产生的影响。当机组投入运行后，要定期地对碳刷进行检查，发现磨损严重或者是卡涩现象时要及时的进行更换。在更换过程中，要按照一定的顺序进行更换，并且要对碳刷的质量进行检查，确保其质量可靠。在更换过程中，要将新的碳刷与旧的碳刷进行对位，并将新的碳刷安装到旧的碳刷上，最后在新碳刷的表面涂抹一层润滑油，将新碳刷装到新机中，并及时地进行检查。

其次，在汽轮机运行前，要对轴承进行清洗。如果没有及时地对轴承进行清洗，会引起振动增大，严重时会引起烧瓦事故。再次，在机组运行时，要对汽缸进行必要的润滑。可以在汽缸上涂抹一层润滑油，以此来减少碳刷与汽缸之间的摩擦。要及时地检查轴封、轴颈以及蒸汽管道等部位是否存在裂纹、变形或者是破损现象。

最后，在机组运行时，要根据汽轮机运行参数进行及时地调整。当汽轮机运行时出现振动过大或者是其他异常现象时，就要及时地采取措施进行处理。在机组运行过程中可以通过调整润滑油压力、调速系统等来改善振动状况。如果机组出现振动增大现象时，就要对机组进行检修工作。检修工作可以通过在线测量的方式来完成。在对汽轮机进行检修时，要对转子进行动平衡试验。通过试验可以有效地提高汽轮机的振动稳定性。

6、结束语

总之，汽轮机大轴碳刷是一个比较关键的因素，汽轮机的大轴碳刷与转子之间会产生摩擦，在汽轮机运行的过程中，汽缸的温度会不断升高，使得转子产生热量，如果热量得不到及时地散发，就会使大轴温度升高，进而使大轴与转子之间的摩擦增大，导致汽轮机振动增加。如果汽轮机大轴碳刷的磨损速度超过了大轴的允许速度范围时，就会导致转子产生较大的弯曲变形，进而影响大轴振动。由于汽轮机大轴碳刷对汽轮机振动产生了较大影响，因此在实际工作中应做好汽轮机大轴碳刷的保养工作。

参考文献：

[1]汽轮发电机接轴碳刷的异常分析及改造[J]. 戚慧茗.机电信息,2022(24).

[2]汽轮发电机碳刷振损问题的分析及处理[J]. 王帅兵.黑龙江科技信息,2021(11).

[3]火电厂600MW汽轮发电机碳刷打火的原因及处理方法[J]. 崔小雷.内蒙古科技与经济,2021(01).

.