汽轮机异常振动问题的解决措施

（黑龙江省火电第三工程公司，黑龙江 哈尔滨 150016）

汽轮机异常振动问题的解决措施

于春海

（黑龙江省火电第三工程公司，黑龙江 哈尔滨 150016）

在发电厂中，作为整个发电系统的核心，汽轮机组发挥了重要作用，但其运行过程中会由于诸多因素影响而产生异常振动，造成整个发电系统的运行问题，因而是当前发电厂中亟待解决的难题之一。文章主要针对汽轮机组异常振动问题进行了分析论述，针对产生问题的原因进行论述，并提出了相应的解决措施。

发电厂；汽轮机；异常振动；问题；措施

引言

在发电厂生产系统中，汽轮机发挥着重要作用，是整个发电系统的核心设备，一旦汽轮机出现故障，就会对整个发电系统造成影响。汽轮机组发生故障多是由于设备老化﹑关键部位出现磨损现象等。并且，在整个发电系统中，汽轮机组故障时发生频率较大的，这就会对整个发电机组的运行造成影响。在汽轮机组故障中，异常振动是发生频率较大的故障，由于受到多方影响，只要涉及机体的设备以及介质，都会引发汽轮机组产生异常振动，例如，输水﹑油质﹑油温以及进汽参数等都会引发汽轮机组振动，因而只有明确汽轮机组异常振动原因，才能够对症下药，解决问题。

1 故障分析以及排除

造成汽轮机故障点因素主要有以下三种，首先为气流激振，其次则是转子热变形以及摩擦振动等。下面便针对这三点内容展开详细的讨论。

1.1 汽流激振现象

在汽轮机组运行过程中会由于汽流激振现象引发异常振动，其特征包括两方面。首先会出现低频分量且数值较大；其次运行参数变化，则振动明显变化。原因在于汽轮机叶片受到汽流的不平衡冲击，而发生的汽流激振现象，由于末级较长，大型机组的叶片末端会受到汽流的流道紊乱影响，而发生激振现象，另外轴封也有可能出现汽流激振现象。通过对升降负荷速率的改变，，即对高压调速汽门的改变，将气流激振动予以消除。即确定汽轮机的激振状态，避开激振负荷范围。

1.2 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。转轴弯曲不同于质心偏离，若发生转轴弯曲那么两端就会出现锥形运动，并且还会产生轴向上的工频振动。并且一旦发生转轴弯曲，必然会产生弹力，并使得转子失去平衡，受到弹力以及离心相位差的抵消作用，转轴振幅会相对减少，即会在某一转速上产生最低值，这一特征不同于转子动力特征。若不平衡量大于弯曲作用，那么在临界转速一下，振幅会有所减小；若相较于不平衡量，弯曲作用相对较大，那么振幅的减少必然会发生在临界转速值以上。若由于热变形引发热论机组出现异常振动，则可以通过更换新转子的方式予以解决，失去振动力来源，机组就不会发生异常振动故障。

1.3 摩擦振动的特征﹑原因与排除

摩擦振动的特征：首先是由于转子热弯曲产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频﹑倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。其次是由于摩擦过程中，振幅以及相位都具有波动性，其持续时间相对较长。若摩擦力过大，振幅以及相位便会发生波动，且振幅会骤然变大。再者，若降速超过临界点时，相比较升速，降速振动稍大一些，对静止后的转子进行测量，可以发现，大轴晃度有所增加。

摩擦振动机理分析。首先汽轮机转子受到摩擦力影响会发生涡动以及抖动现象，但影响主要表现在转子热弯曲上。在一个圆周中，各个点受到的动静摩擦程度具有差异，同轻摩擦相比，重摩擦具有更高的温度，因而在转子径向截面中，转子会受到不同的摩擦，由于局部受热，因而转子会产生热弯曲，因而导致了转子受力不平衡，所以便会产生振动。

2 异常振动检查步骤

在发电系统的运行过程中，常常会出现，瓦盖振异常以及轴振异常的现象，造成这一现象的因素很多。依照振动的特性以及原因进行分析，造成振动的因素相对较高。振动频率分别为1X，2X，1/2X等。继而需要对振动相位变化与否进行分析，同时对相邻轴承之间所具有的相位关系变化情况进行详细论述。

当振动发生时，其设备的稳定性如何，是否会出现励磁电流的变化，并对生产设备以及电网负荷和温度﹑时间等因素进行确定。若汽轮机转子出现质量不平衡现象，那么就会造成：升速振动同转速平方会横线正比例关系，振动会随着转速的增大而不断增加。尤其在超过临界时，振动相对以往会大很多。此时振动频率为1X。振动相位不变化时，振动稳定性良好，这是由于，振动相位不变化，加之受到摩擦力作用，稳定性相对较好。或者相邻轴承相位相同﹑相反，其稳定性也相对良好，并且上述两种情况振动重复性良好。依照振动所具有的特征，以及日常检修状况，可以对故障引发因素进行分析确定，并及时的解决问题。另外，针对设计上的一些问题，应当提前予以预防，关注故障发生点，一旦出现问题，应当及时对部件缺陷进行检查﹑确定，并解决问题。

结语

在发电厂发电机组的运行过程中，汽轮机组发生异常振动是不可避免的，作为最常见的故障之一，如何及时有效的排除故障是当前发电企业需要重视的问题。一旦设备出现问题，需要对故障的特征进行总结，对故障原因进行分析，而不是盲目的拆机。通过对故障点以及故障部件进行确定，并查阅相关维修记录，继而依照分析结果进行维修。若故障发生在刚刚检修以及更换的部位，则需要进行故障点的二次确认。针对近期维护以及更换的零部件，其发生的异常震动的几率相对较低。所以，需要在异常振动故障的排查工作中加以注意。

[1]郭天霞.汽轮机常见故障排除方法与分析[J].黑龙江科技信息，2011.

[2]乔建东，王文智.汽轮发电机组摩擦振动大的分析及对策[J].中国新技术新产品，2011.

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