火电厂汽轮机异常振动故障排查技术探究

李敏

摘要：汽轮机的正常高效运行，是影响火电厂设备服务效率的关键因素，也是影响火电厂稳定运行的关键设备。面对新时期的发展形势，火电厂面对更大的竞争压力，更需要提升发电能力，而这就要求汽轮机持续稳定和高效运行。但是在汽轮机运行过程中，出现异常振动的情况比较普遍，对此需要企业明确异常振动的原因，进行合理排查和处理，保证汽轮机的稳定运行。

关键词：汽轮机;异常振动;原因;排查技术

1引言

我国的能源结构整体表现出煤多油少的趋势，所以电力供应方式主要是火电。火电厂是重要的发电单位，在满足人们日益增加的用电需求中发挥了不可替代的作用。随着科技的进步，火电厂也在不断进行技术改造和设备更新，引进新型的火力发电技术与设备，大大提高了发电效率，降低发电能耗。汽轮机是一种蒸汽动力装置，是火电厂的主要设备，主要用于提供动力，其性能对于火电厂发电能力有直接影响。本次主要就汽轮机出现异常振动的原因和排查技术进行简单分析。

2汽轮机的正常振动与异常振动分析

在汽轮机运转过程中，出现振动的情况必不可少，而且汽轮机组的生产厂家对此也有明确的限定值，一般来说低于这个限定值之内的振动情况，都被认为是正常振动。而如果振动幅度显著高于这个标准值，则认为是异常振动。任何因素导致的这个问题都会影响到汽轮机的运转，带来一定故障问题，也可能造成安全威胁。也有可能造成轴承失衡、叶片断裂、动静摩擦增加、膨胀受阻等问题。这些问题的出现还会反过来加剧异常振动，进而对汽轮机造成更严肃的破坏，所以需要及时处理。

3汽轮机异常振动的原因分析

选择的汽轮机组是2×330MW机组，锅炉型号是WGZ1130/17.5-1型（武汉锅炉厂），汽轮机型号是C330-16.7/0.4/537/537型（上海汽轮机厂），发电机型号是QFSN-330-2型（上海发电机厂）。以下就以此机组为例探究异常振动的原因及现象。

异常震动的现象：DEH及TSI轴径振动指示增大，发“振动大”报警信号;就地机组振动明显增大。

异常震动的原因：机组负荷、参数骤变;润滑油压、油温变化、油质恶化;汽轮发电机组动静部分磨擦;发电机静子、转子电流不平衡;汽轮机进水或发生水冲击;汽机断叶片或内部构件损坏脱落;汽轮机膨胀不畅或不均;密封油温度变化较大;发电机机内氢气温差过大;机组轴瓦工作不正常;电网频率异常;低压缸轴封供汽温度不正常引起转子中心破坏;汽缸金属温差大，引起汽缸变形或大轴弯曲过大;转子存在着质量不平衡或轴瓦间隙未调整好。

异常震动的处理：（1）汽机在转速<2900rPm，任一轴径振动≥140um，发“轴振动大”报警信号，必要时应打闸停机查找原因;在机组转速大于2900rPm或并网后振动增大到100um发报警信号，应适当减小负荷，查找原因进行处理。（2）若机组负荷或进汽参数骤变，导致出现这个问题，需要对负荷和进汽参数进行控制，并且对机组的部分性能进行检查，包括热膨胀、胀差、温差等方面;而如果汽缸出现进水问题，或者机组遇到水冲击，此时需要立刻停止机组运行。（3）因为机组各部件长期运行之下会出现磨损，增加摩擦阻力，因此要定期进行润滑。对此出现这个问题后也要检查这方面，特别是使用的润滑油的压力以及温度，查看是否在正常范围内，否则需要进行调整。（4）技术人员可以选择直接听一下机组运行时发动机的声音，如果出现金属摩擦声，或者轴封之内冒出火花，需要立即打闸停机。（5）如果该问题是发电机异常导致的，则需要检查其电流和负荷是否平衡，如果不平衡要查明原因进行处理。（6）如果是因为密封油温异常导致的，需要调整到正常值，发电机内氢气温差过大应查明原因及时恢复，低压轴封温度异常应及时调整至正常。（7）在机组转速大于2900rPm或并网后当汽机任一轴振达到130um，发电机任一轴振达到180um应停机。

4汽轮机常见异常振动的排查技术

因为汽轮机出现震动的情况比较普遍，而且当前汽轮机的运维已有智能化系统进行控制，如果发现震动超出正常震动范围，就需要对震动部位进行观察和分析，明确产生异常震动的原因，并加以处理。目前来说对异常震动进行排查的技术有两个，接触式以及非接触式检修法，两者的原理比较接近，并且用于监测的设备都包括传感器、导线、处理系统。在排查时借助设备自带的软件就可直接获取信息，分析设备的运转情况。

4.1接触式检测技术

该技术依靠的是传感器，可将运转信号转变成电信号，再变成可视信号;优点较多，设备操作简单，工作效率高。操作人員在进行排查时，直接将传感器定位到需求位置，然后启动设备检测实际的运转应力。此时如果发生该问题，就可明确故障的部位。该技术中，最关键的因素是传感器的灵敏度，对此要求技术人员按规定进行安装和操作。

但该技术也有一定缺陷，主要是影响设备运行效率，因为安装传感器后，其固定位置以及导线的存在会影响设备运转;还有一点就是排查时，同时只支持固定数量叶片的检测，所以可能需要进行多次检测。该技术要求选择敏感型材料，可以提高排查结果的精确性。需要注意的是，汽轮机运转期间会产生较大热量，既而升高工作环境的温度，这可能影响传感器的正常运行。

4.2非接触式检测技术

该技术在汽轮机异常振动排查中应用也比较广泛。该技术的优点较多，和上个技术相比，排查范围更加广泛，设备的反应更加灵敏，周围环境条件产生的影响较小。该技术的配套装置依靠的主要是光或者声音。装置可以直接获取设备运行参数，并实时传输给控制系统，而且系统中收集历史排查信息，通过对这些信息的总结和归纳，可以保证排查工作的顺利开展。部分火电厂汽轮机的运转要求较高，所以进行排查时有时会使用光电传感器。

总结来说，对于异常振动问题的排查，需要结合实际选择排查技术，要充分考虑电厂设备实情，依据过往的排查经验，对设备进行针对性排查，从而提高排查的准确性。

5结语

火电厂的顺利运行，汽轮机的存在必不可少，而且直接关系到实际的发电能力，在其引入使用之后，最终的发电效率不断提升。但设备运行时很容易受外界环境因素的影响，特别是本身需要长期运行，而运行环境持续处于高压、高温、高速条件，所以故障的发生比较普遍，比如异常振动。对此要求技术人员做好对汽轮机的运维管理，定期进行检修，采取多样化方式排查异常振动情况，以保证汽轮机的安全稳定运行。

参考文献：

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