汽轮机异常振动分析与排除

王双良

摘要：火电厂作为一个国家重要的基础建设，其安全可靠的运行尤为重要，因此火电厂里的关键设备汽轮机的可靠安全运行与火电厂的安全供电息息相关。因为在汽轮机的使用当中，不可避免会发生一些故障和出现一些问题，这其中以汽轮机的异常振动更为突出，而造成汽轮机异常振动的原因有很多，找到其原因并且快速、高效的解决非常重要，否则可能最后造成非常严重的财产损失和人员安全。本文主要分析探讨了汽轮机异常振动与排除情况，以供参阅。

关键词：汽轮机;异常振动;排除

汽轮机主要应用于发电系统，避免汽轮机出现运行故障是提高发电可靠性的重要方法。汽轮机在长期运行工作中，会出现汽轮机摩擦损坏的问题，当汽轮机出现异常振动故障时，会直接影响发电系统的正常工作。如若汽轮机在运行工作中出现异常振动问题，则整个发电系统已经存有安全隐患，对汽轮机的运行影响极为严重，应当分析汽轮机异常振动的原因，采取适宜的排除措施，使汽轮机能够继续正常运行。通过对汽轮机异常振动故障进行检查，及时检修汽轮机异常振动问题，可以提高汽轮机的运行效率，避免汽轮机发生异常问题。

1汽轮机异常振动原因分析

汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于运行时间长，关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障长出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质等等。因此，针对汽轮机异常振动原因的分析就显得尤为重要，只有查实原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。

2汽轮机组常见异常震动的分析与排除

2.1汽流激振现象与故障排除

油膜自激震荡是因汽轮机的发电机转子处于轴承油膜之上进行高速旋转之时，出现了稳定性丧失现象后所导致的。而正常情况下，转轴是围绕着轴线进行规律性旋转的;当发生失稳时，转轴则会一方面继续绕其轴线旋转;同时该轴线本身还会出现围绕平衡点进行祸动。此时，轴线的祸动频率基本会保持在转子转速的一半，即半速祸动。而在半速祸动祸动速度恰恰与转子临界转速出现重合时，就会导致半速祸动被共振放大，由于就会发生较为激烈的振动。其主要特征如下：首先，汽轮机发生油膜震荡之后，其振幅会出现快速增加，导致整个机组发生较为激烈的振动;与此同时，此振动还会跟随转速的升高，振幅不会出现减小。而失稳及半速祸动可能出现较早，但是油膜震荡的出现通常是在2倍于第一临界转速后。其次，发生油膜震荡时，其振动的主频率则基本会等于整体发电机一阶临界转速，同时，还不会根据转速的提升而发生改变。第三，发生油膜震荡时所出现的振幅，不单单是于转速相一致的工频振动，还会出现低频分量。第四，发生油膜震荡之后的轴承其顶轴油压也会出现较为激烈的变化，与此同时，轴承内部还会出现较为明显、清晰的金属撞击声团。第五，当油膜震荡情况较为严重时，可用肉眼观察到外露的主轴部分的颤动。排除方法：首先，可适当、合理地增加轴瓦比压。其次，有效地增大上轴瓦轴承合金宽度或是减小轴瓦顶部间隙。第三，合理地减小轴颈与轴瓦接触角。第四，有效降低润滑油的动力粘度。第五，采用平衡法，将原有的不平衡降至最低。

2.2转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除

转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个“凹谷”，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下;当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。

2.3摩擦振动的特征、原因与排除

汽轮机由于摩擦出现异常振动是由于摩擦致使汽轮机温度升高，局部温度过热造成转子热变形，产生不平衡力造成的异常振动。在排除汽轮机摩擦振动故障时，应当正确认识汽轮机由于摩擦造成的振动情况，尽量减少由于摩擦造成的汽轮机异常振动。在汽轮机开机启动时，汽轮机如若出现摩擦造成的异常振动问题，不可以强行加快汽轮机的运行速度，如强行加速则极易造成汽轮机大轴出现永久性弯曲问题。当汽轮机在临界点出现转速过低时，应当立即停止汽轮机运行，等汽轮机转速运行正常时再启动运行。汽轮机的转速高于临界点时，则应控制转速的运行时间，通过延长汽轮机的转速运行，可以磨合汽轮机的间隙，提升汽轮机的运行速度。如若汽轮机的摩擦问题发生在负荷运行阶段，应当随时掌握汽轮机的振动变化，当汽轮机的振动在正常变化范围内时，可以观察汽轮机的运行情况;如汽轮机的振动幅度不断增多，应当降低汽轮机的运行负荷，或停止汽轮机的运行，避免汽轮机由于摩擦出现振动故障。

3结束语

总而言之，汽轮机异常振动时汽轮机运行过程中不可避免的故障，同时也是较为常见的故障。在进行此类故障排除时，不能急于拆解机组，首先要根据故障特征进行故障分析，确定故障点后查看机组维修记录，确认故障点零部件情况。如故障点零部件为刚刚检修过并更换，因再次确认故障点，确认为改点后进行拆解。一般来讲短期内进过维护保养的部件出现故障的几率远远小于维护时间长的部件。因此，在进行汽轮机异常振动原因分析时要格外注意。

參考文献：

[1]焦玉婷.汽轮机异常振动分析与排除[J].中国设备工程.2018（05）.

[2]何荣.汽轮机异常振动分析与故障排除[J].南方农机.2018（11）.

[3]刘万合.论汽轮机异常振动的分析与排除[J].赤子（中旬）.2014（07）.

（作者单位：大唐国际陡河发电厂）