火电厂汽轮机振动故障排查分析

王啸

摘 要：汽轮辅助机作为火电厂运行过程中的重要设备之一，对保障电厂运行安全和质量具有十分重要的作用。一旦汽轮机运行出现故障将会直接对电厂运行系统造成一定的不利影响。经过实践分析可知，影响辅助机稳定运行的因素有很多，且这些不定因素的存在将会对汽轮机的正常运行造成一定的干扰。该文将对几种常见的汽轮机故障进行分析，并结合实际工作经验提出相应的解决措施，以供今后参考使用。

关键词：火电厂 汽轮机 振动故障 排查分析

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（a）-0028-02

现阶段，我国大部分火电厂中主要是以汽轮机发电这种形式为主。因此，汽轮机的运行稳定状态对电厂安全而言具有十分重要的影响。一旦电厂机组运行过程中汽轮机出现故障，将会直接影响发电系统的正常工作，进而影响人们的生产和生活。另外，电力系统对我国社会经济发展等具有十分重要的影响，不稳定故障因素的存在将会对社会各行各业的正常运转造成影响，进而影响社会经济健康发展。因此，火电厂应当加大重视力度，采取一定的措施切实保证汽轮辅助机的稳定运转。

1 浅析火电厂常见振动故障

在火电厂发电系统中，汽轮机承担着十分重要的工作任务，它主要是由以下几个部分构成的，即汽轮机叶栅、主轴、叶轮、喷嘴室、机座、蒸汽室、气缸等部分。具体工作原理是在涡轮式机械装置的作用下使水蒸气的热能向机械能进行转化，进而在这种机械能作用下为发电机的发电作业提供能量支持。因此，火电厂汽轮机在正常的运转过程中，其稳定性较高、单机功率较大，同时它的工作效率高和使用周期长。但是经过相当一段时间作业运转后，汽轮机运行的稳定性也会随之有所降低，有时也会发生一些故障，而技术人员在进行故障维修的过程中，首先应当对振动异常故障进行分析，进而再根据分析结果制定相应的维修方案。当前技术水平条件下，汽轮机常见的振动故障主要有以下几种。

1.1 油膜振荡

通常情况下，油膜振荡多发生在发电机组启动提速阶段，而该振动故障产生的原因是轴承油膜上发动机转子在进行高速旋转，在旋转过程中转子会受到一定的载荷作用，并对其运行的稳定性造成一定的破坏。在正常情况下，轴承油膜上的发动机转子是一直处于稳定运行的，且转轴以轴线为中心进行高速旋转，一旦其稳定性遭到破坏，那么轴颈转速也会随之增加，这样一来，会使得轴承和转子之间的摩擦耗能增加，使得轴系临界转速减慢，油膜压力增加，最终导致汽轮机油膜振荡故障产生，并对整个发动机机组运行稳定性造成影响。

1.2 汽流激振

一般情况下，汽轮机组中的高中压转子是发生汽流激振的主要部件。其原因是汽轮机内流中的蒸汽会发生一定程度的膨胀，这样一来，一方面会使高中压转子产生切向力转矩，另一方面还会产生一个从高压端到低压端的轴向力，在这两种外力作用下高中压转子的叶片会在不均匀汽流的冲击作用下使汽轮机转子发生汽流激振这一故障。

1.3 转子热弯曲

所谓的汽轮机转子就是指汽轮机组中能够转动的部分，同时转子承担着汽轮机能量转化的重要任务，而转子热弯曲故障的产生与转子本身工作温度以及蒸汽的参数设定值有一定的联系。目前，转子热弯曲故障多在汽轮机组冷态起机定速带负荷运行中发生，这是因为在这种工作条件下，转子工作温度较高，同时叶片、叶轮和主轴在高速旋转下，会受到较大的离心应力，进而容易发生弯曲形变，如果转子发生热弯曲故障后仍不采取措施，那么还将会导致摩擦振动等其他故障的产生，影响电厂发电机组运行安全。

1.4 摩擦振动

在长时间运行状态下，汽轮机转动部分如叶栅、叶轮主轴等会在外力和高温条件等作用下产生一定的热弯曲故障，进而对转动部分原来的稳定状态造成一定的破坏，最终产生摩擦振动故障。在这种情况下，汽轮机振动信号仍保持在工频状态，但是在转子以及其他因素的作用下会经常发生分频、倍频以及高频分量的现象，甚至有时还会有波形削顶这一异常现象的发生。另外，汽轮机转子产生摩擦振动故障情况下，其振动频率和幅值存在波动的基本特征，一旦这种故障存在时间过长，那么将会导致涡动现象的发生。

2 探讨火电厂汽轮机振动故障排查维修措施

火电厂汽轮机运行中一旦发生故障应当立即对发生故障的原因进行分析，并根据分析所得的结果提出具有针对性的解决方案和维修措施，以切实保证汽轮机运行的稳定性和安全性，而针对以上常见的汽轮机振动故障，其故障排查和维修措施具体如下。

2.1 油膜振荡排查措施分析

通过以上对油膜振荡发生原理分析可知，如何提高轴承和转子工作稳定性和安全性是故障处理的关键，而为了达到这一目的必须要减小二者之间相互之间的摩擦作用，这之间使用的压力和湿度都是以润滑油来实现，同时还应当减少润滑动力的粘度值，以避免油膜承载力过大。在故障处理过程中切不可使润滑油的粘度过大，以免影响油分布的均匀性，导致相互之间的摩擦力增加。另外，油膜振荡故障还可以从减小轴瓦顶部间隙、增加上轴瓦轴承合金宽度、缩减轴颈和轴瓦接触角等多种方式来进行解决。

2.2 汽流激振排查措施分析

通过对气流激振故障产生原理分析可知，在进行该故障排查解决的过程中，首先应当对汽轮机转子的稳定平衡状态进行检查分析，查看转子质量是否和旋转中心处于相同的运行状态。另外，电厂技术人员在平常检查过程中应当对汽轮机组转子的振动运行数据进行详细记录，并与机组满负荷状态下的振动数据进行整合分析，制定转子的振动曲线图，通过对曲线的观察和分析，可以判定转子运行的状态。

2.3 转子热弯曲故障排查措施

由于汽轮机转子工作区域在蒸汽区，因此热弯曲故障的发生较为常见，因此设计人员在进行设计的过程中应当使用耐腐蚀性强、耐高温的材料作为机组转子的制作材料。另外，如果汽轮机转子发生了热弯曲故障，技术人员应当立即将故障转子取下进行更换，以彻底解决机组振动故障问题。

2.4 摩擦振动故障排查措施分析

通常情况下，汽轮机转子运行的环境比较复杂，它在运行过程中不仅会受到高速旋转和汽流冲击作用力，同时高温、潮湿以及高压的工作环境会对转子造成一定的破坏，影响机组转子的安全稳定运行。因此，火电厂应当对转子日常的保养和检查工作给予高度的重视，一旦检查过程中发现故障，维修技术人员应当立即采取解决措施，对产生摩擦振动的部件进行必要维修，而如果机组部件维修价值不高应当进行更换，以消除摩擦振动对汽轮机运行造成的不利影响。

3 结语

综上所述，汽轮机作为火电厂发电系统的重要组成部分，对电厂安全稳定运行具有十分重要的影响作用。但是汽轮机运行稳定性会受到诸多因素的影响，尤其是振动故障问题的发生将会严重影响发电机组的正常运行，进而对电厂安全运行也造成一定的影响。因此，火电厂应当对汽轮机振动故障排查工作的进行给予高度的重视，特别是对一些常见的振动故障应当进行详细分析，并制定针对性较强的解决措施，为电厂发电系统稳定安全地运行提供坚实的保障。

参考文献

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