火力发电厂汽轮机振动故障分析与检修

李春越

（大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂，河北 张家口 075133）

引言：汽轮机的安全运行对于火力发电而言十分重要，其运行的结构非常复杂，运行过程中容易受到很多因素的干扰，一定会出现不可避免的振动现象。这种振动现象会减负荷降效率，也会让整个机组停止运行，甚至会对整个生产的效率产生严重的影响。所以做好汽轮机振动的故障处理十分重要，并且应该加强日常的检查与后期的维护，才能够保证发电机组的稳定运行，相关工作人员必须严格对待。

一、火力发电厂汽轮机振动故障的种类

（一）气流激荡与轴承油膜振荡的影响

导致汽轮机组发生异常振动的情况有很多，每一种情况都有不同的原因[1]。对于气流激荡和轴承油膜振荡引起的振动，首先，其肯定是由于叶片受到不均衡的气流冲击，而产生了一定的气流激荡。这种激荡如果长时间未处理，就会使机器内部的叶片发生膨胀，进而影响内部的气流流通效果引起不正常振动。第二点，油膜不稳定或者在运行过程中遭到破坏，一定会引起相应元件被烧毁，进而产生不正常的形变，引起振动故障。

（二）机组中心不正引起的振动故障

机组在运行的过程中，如果真空程度降低，会使运行的低压缸排气的温度骤然升高，后轴座承受的热量会急剧增加，引起机组中心元件的损坏，进而产生振动现象。也会由于汽轮机启动，如果缓机的时间不充足，以及升速或者降速过快都会引起汽缸内部的不均匀膨胀，而产生相对的偏斜现象引起振动。更会在机组处于不正常温度运行的情况下，使内外的压力值增加超过正常运行的限度引起振动。设备安装中心偏差大，也会在运行过程中产生正常的现象[2]。这种振动可以随时调整，但如果没有及时发现，则会产生较大的后果。

（三）转子弯曲引起的振动故障

由于转子发生弯曲引起的振动现象非常的多，这种振动产生的原因通常是由于转子永久性地弯曲而产生振动。如果转子承受的压力超过应有的屈服强度限值，则会使局部发生塑性形变[3]。这种形变应力消除之后，这种形变并不会消失，会在设备中产生永久性地弯曲，影响正常的使用效果，也会由于转子的热性能而产生弯曲。比如通过临界转速时，其轴向振幅逐渐增加，并且增加的情况非常明显。

（四）转子质量不平衡引发的振动故障

转子在找平衡的过程之中，如果不能够消除不平衡的能量，就会让转子上的某些零部件产生松动的现象，进而让这种不平衡的现象加剧。也会在设备运行的过程中，使转子叶片产生损坏的情况，更加增加了企业的经济成本[4]。

（五）其他原因引起的振动故障

汽轮机组在安装的过程中，某些零部件会产生松动的情况，这是让振动产生的常见原因。发电机组内部故障而引起的振动，这也是影响设备使用效果，并且造成电机转子线圈短路的重要原因。汽轮机组内部的零部件发生摩擦而引起的振动也会引起相应的经济和效率损失。不但如此，当机组在正常运行期间，由于蒸汽携带水分进入到气缸内，会让内部的气流与水分产生较大的冲击，将轴承的推力瞬间增大，影响不平衡的扭力产生振动现象。

二、火力发电厂汽轮机振动的影响及其处理办法

（一）火力发电厂汽轮机振动的影响

由于末端轴封磨损严重，会让低压汽缸产生真空的情况。并且这种真空的情况会随着机器的损坏而影响整体的稳定性，进而让机组的经济价值和使用效果都受到影响，这是产生振动的第一个影响。第二个影响，是当转动部件的材料，因疲劳度而产生降低，必定会让叶片和轮盘等产生损坏。第三个影响，当动静摩擦产生的情况下，会让内部的局部构件产生过高的温度，发生永久性地弯曲，影响后续的使用效果。后续的影响就是其会产生可能的安全事故，造成人员和财产损失。第四个影响，汽轮机在实际运行时，如果内部进入了水或冷却后的水蒸气，将会对整个汽轮机安全稳定运转带来非常严重的破坏影响。具体来说，除了水以外，冷的水蒸气在凝结后，本身也不成水。水不仅会影响汽轮机的转动，还会破坏汽轮机的叶片，增大汽轮机叶片零件的磨损，引起叶片发生锈蚀，除此之外，还会破坏汽轮机的轴承，引起汽轮机内的缸体出现变形问题，最终导致汽轮机发生严重故障，无法正常运行。基于此，在后续检修维护时，加强汽轮机防水保护非常关键。第五个影响，汽轮机转动速度超出了安全范围所带来的影响。汽轮机在实际工作运行时，一般需要高旋转，在这一过程中，确保不同机械设备精密配合非常关键。与此同时，汽轮机作为一种机械原动件，本身在高速旋转之下，还会承受非常大的外力矩。一旦汽轮机运转时，速度调节系统出现故障问题，引发汽轮机转速异常增大，超出转速安全范围，将会带来非常严重的影响。这种影响表现为：在超速运转下，汽轮机风扇承受的应力将会非常高，从而导致叶片直接被甩落，轴承也会因此受到非常严重的损坏。严重时，飞出的扇叶还会破坏汽轮机其他设备，甚至导致伤人安全事故，破坏掉整个汽轮机组。

（二）火力发电厂汽轮机振动的处理办法

对于汽轮机组发生振动的情况，有很多的处理办法，每个处理的办法也会针对不同的情况而具体展开。第一点，当机组运行期间的振动福利突然增大，会产生异常的声音。这个时候应该引起管理人员的注意，并且针对其振动的原因展开分析。如果能够了解到其产生的原因，就会更有利于工作人员解决这种振动现象。首先，应该检查主汽门及调节的气门是否处于正常开启的状态。其次，可以检查缸内的温度是否正常，机组的热膨胀是否均匀，机组的负荷和蒸汽温度是否产生突然的变化。然后应该检查润滑油的温度和油压是否正常，这对于振动也有着显著的影响。第二点，如果通过上述的操作，仍然不能够找到准确的振动原因，应该联系专业的人员对振动频率进行图谱的表述，并且进行精准地测量。在调取到正确的原因之后，才能够采取正确的措施，也要对当时的设备情况进行及时记录，并且将记录文件妥善保管。第三点，如果振动的幅度超过了设备运行的极限值，应该立即停止机组，当机组产生强烈振动或巨大后门的情况下，应该立即破坏真空紧急停机。为了让轴承及转子的运行更加平稳，应该适当地降低转子及轴承之间产生的摩擦力。油膜振荡情况产生的震动，应该让内部的压力和湿度都达到相应的标准，合理降低润滑油的黏性，让其能够满足油膜周围的承载力。如果增加了油粘度，使油的分布变得不均匀。那么应该让摩擦力逐渐增加，出现严重的油膜振动现象，会让构件的间隙减小，宽度变大，也会让这种不平衡的现象加剧，所以应该引起各位的注意。要针对汽轮机凝汽器真空较低给出具体解决的方案，应该发现其产生结构的现象应该定期对结垢处进行清理，机组的真空系统应该积极寻找泄漏点，并且保证机组的轴封供给达到正常的状态。这对于让整个火力发电厂设备的正常运行具有重要的影响。第四点，在汽轮机组实际运行的过程中，一定要加强防水，防止汽轮机组内部进水。与此同时，在实际维修过程中，还应注重提高对蒸汽压力与温度变化的重视程度。在实际维护检查过程中，一旦发现蒸汽温度出现了明显的下降现象，必须要赶在降低至最低限度的温度之前，找出降温原因的原因，在此期间，还需要及时进行紧急停机处理。并对水位变化进行长时间持续的监视，预防汽轮机进水。当在监视过程中，一旦发现有汽轮机进水的迹象，必须要及时切断进水水源，加强汽轮机的疏水工作，及时排出水分。除此之外，还需要对汽轮机的加热器运行状态进行检查，确保加热器能够正常工作，避免水蒸气变冷进水。第五点，为了防止汽轮机发生超速转动的情况，加强调节系统的检修维护非常关键。在此基础上，还应选择在汽轮机中，采用保安系统，对汽轮机转子转动速度进行实时的监控，一旦发现转子转动速度超出一定范围，及时利用保安系统进行报警，防止汽轮机的转速持续提高。基于此，在后续进行汽轮机的检修与维护过程中，相关人员还需要加强对汽轮机组保安系统的检查，确保其始终处于正常运行状态，能够对汽轮机组转速进行实时监控，有效保护汽轮机组的安全。

三、火力发电厂汽轮机振动的检修

对于发电机厂汽轮机振动的情况进行检修是十分必要的。能够通过检修了解到设备运行的具体情况，并且及时排查不符合要求的安装方式以及老化破损的应用元件。通过更换这些元件，并且将无效的部位拆除以及更换新的部位，能够达到更好的防止振动效果，也会对整个机组的运行有着积极的促进作用。如果发现机组产生振动现象，应该启动六次以上的检查。每次检查如果都出现相应的构件或者部位振动情况过于明显，应该在一分钟内将其振动幅度降低。如果不能够降低，应该停止相应的电源开关，让设备停止运行，并且通过工作人员对不同振动峰值数据的了解和分析，仍然不能够找到处理办法和振动原因，则应该邀请更专业的人员来检查，保证火力发电厂的正常工作。在进行机组检修的过程之中，也应该让专业的技术人员了解到相应的专业技能，并且让火力发电厂对相应的工作人员进行培训，让其了解正常的工作方式和工作技巧，不应该使用错误的方式和技巧进行这种施工。如果使用这种错误的方式，一定会对整个火力发电厂的运行情况和机组的正常运行产生不利影响。不但如此，火力发电厂更要安排专业的检修人员，对已经发生故障的部位进行持续的跟踪和观察。观察其后续的情况是否能够满足整个设备的正常运行，又是否会对其他正常的部件产生不正常的影响。这种振动现象可能只是由局部产生的，但是会对整个整体产生不可估量的后果。严重的情况甚至会让整个城市的电力输送产生巨大影响。所以第三方的监督和后期的维护十分重要，不但应该在安装的过程中格外认真，更要在检修的过程中投入百分百的注意力。相信未来火力发电厂的运行会更平稳。

结束语：总而言之，在现今的社会中，人们的生活水平和物质层次都得到了很高的提升。因此，对于电力的需求量达到前所未有的巨大体量。电力企业的正常运行在这个过程中显得十分重要，而汽轮机组的性能，对于火力电厂的稳定运行会产生直接的影响。所以必须对汽轮机组运行过程中，产生的不正常振动现象及时了解，通过已有的技术和最新的方案解决这种振动现象带来的影响，达到稳定的电力应用效果。