火电厂汽轮机运行异常振动原因分析

李文峰

（中国机械设备工程股份有限公司，北京 100055）

火电厂汽轮机运行异常振动原因分析

李文峰

（中国机械设备工程股份有限公司，北京 100055）

火电厂在正常工作时需要的电能是非常庞大的，而给其供给这庞大电能的设备正是汽轮机。汽轮机在正常工作时可以保障火电厂的正常工作，而一旦其出现故障，就会直接使供电停止，还可能出现一些安全事故。为了避免这些事故的发生，相关的技术人员就需要对汽轮机进行事故检查，看其是否有异常振动的发生，再由这些现象判断汽轮机的工作状态，如果出现异常就可以及时解决，消除潜在危险，保障正常供电。

火电厂；汽轮机；振动原因

在汽轮机工作时，要想查明其是否出现振动异常，就要对很多方面进行盘查，如进气参数、油质的差异和油温等。这些细节检查起来也是非常复杂，检修人员必须要对各种故障的原因及其振动声音有清晰的了解，以此来辨别到底是出现了什么故障，然后针对故障出现的原因进行补救和抢修，这样的检修效率就会大大提高。一般的检修都是由振动频率、振动相位、振动稳定性和相邻轴承相位这四个方面下手，循序渐进，找到问题所在，以下就是对汽轮机出现异常振动原因的探讨和分析。

1 汽轮机振动监测技术概述

一般火电厂里的设备在发生故障前都会有相应的信号提示，仪器设备要出现问题是有预警的。设备在调试好后，是正常工作的，但在使用中，由于各方面的原因，会使其由正常状态转向不正常状态，这个过程是动态的。所以需要及时的通过设备的振动声音来辨别其是否要发生故障或是已发生故障，在多次的工作后总结故障规律，对其进行针对检修，这样才能更合理、高效的完成检修任务。

由上述过程可以看出，在检修人员对汽轮机进行检测和检查时，首先要明白汽轮机到底处于什么样的状态，它与正常工作时的状态相比又有什么区别，通过对比和排查，要能够及时发现其中存在的问题，对汽轮机的薄弱环节要重点检修。汽轮机在进行状态检修时，不同于传统意义上的故障维修和定期维修，它在经济上可以减少故障维修和定期维修的成本，减少了因检修产生各种风险。在使用上还可以延长各种设备仪器的使用寿命，使发电的可靠性大大提高。

2 分析火电厂汽轮机出现异常振动的原因

2.1 转子受热弯曲变形

通过实验数据和经验总结发现，转子在工作时由于热弯曲导致变形的原因有很多种，但通常情况下都是由于自身产热太大，且不能很好的将热量散发出去，这种热积累就会使转子发生应力变形。转子对于整个机组是非常重要的，它一旦出现弯曲变形的情况，转轮机组的工作就会发生异常的振动，一旦发生，就可能对其造成损害，严重的可能会留下不可补救的危害。所以只要按照相关的流程，检修人员就能发现问题和解决问题。应对自己岗位有足够的认识，有责任感，那么在问题出现时就能很好的处理，保障火电厂的工作顺利进行。

2.2 汽流激振现象

出现气流激振有两个比较明显的信号，一个是运行参数对机器振动的增强有较强的影响，并且这些增大的特征都是突发性的。二是会有大量值的低频分量出现。出现这两个特征，大多是不均匀的汽体对叶片造成冲击，这就会导致气流激振出现。

2.3 摩擦振动的原因

辨别摩擦振动主要有三个特征，一是发生摩擦的时候，会影响振动的波动特性，也就是幅值和相位，并且波动的持续时间也比较长。二是转子由于受热发生弯曲，产生不平衡力，对振动信号造成一些影响，不过主频还是没变。三是在进行降速快要接近临界状态时，其产生的振动要比提升速度大得多。

2.4 设备中的油膜发生震荡

汽轮机的工作状态受转子转速的影响很大，在大功率的情况下工作，会使汽轮机非常的不稳定，从而对其造成损害。最好是使转子绕着轴线转动，这样它的重心就不会偏移，运转起来也很稳定。除了这个还必须要让转子绕着平衡点涡动，这样就能极大的减少出现油膜振动的概率，能够使汽轮机正常的工作。

3 解决火电厂汽轮机异常振动的具体方法分析

3.1 解决转子热弯曲的措施分析

在进行设备装配时，一定要保证各个部件的正确衔接，使用钢丝找中心法可以对轴线进行校准，保证安装的正确性。进行基础安装时，一定要将预埋件设置在纵向中心线的前后，再对可调整螺丝进行安装，便于放置钢丝架子。再顺着纵向中心线的方向，找到适合悬挂钢丝的地方。做完这些再对各个中心点进行找正，在测量钢丝离洼窝中心两侧的距离时，要使用钢皮尺，这样比较精确。对准轴承座，仔细调节，使两侧的长度能够相同，人为可控的误差不能超过 0.05mm。在进行复测时，要用到水平仪，它可以进行横向的找平。要把水平仪放到轴瓦洼窝结合面上，用斜垫铁对其在竖向高度上进行适当的调整，要满足现场的高低情况，还有轴承座的横向水平也要满足要求。在第三次找正修改时，要将整个汽轮机组排查一遍，需要找正的地方都更改过来。只有轴承安装好了，其工作才能有条不紊的进行，不然就会出现受力不均匀的情况，发生异常振动，这样不仅影响仪器设备的使用，还对火电厂的发电有影响。

3.2 汽轮机组汽流激振

在对汽轮机组进行汽流激振故障分析时，不仅要消耗大量时间去记录机组的振动数据，还要将其满负荷状态下的数据绘制成相关曲线，通过观察数据和曲线的走势，来分析汽轮机的故障情况。调整负荷的速率，缓慢增加给水量，将得到的数据绘制成曲线观察。汽轮机的负荷变化后，高压调速汽门的一些性质也会随之发生改变，而这些改变可以抵消气流激振带来的负面影响，使汽轮机正常工作。收集汽轮机在汽流激振中各种工作状态的数据，仔细分析对比，采用合理的措施来规避汽流激振的负面效应，保障火电厂设备能安全的工作。

3.3 分析解决摩擦振动问题的措施

摩擦振动很难消除，因为所有的设备仪器在工作时，都会产生摩擦，有摩擦就会形成摩擦力，这是无法根除的。在例行检查汽轮机时，针对内部的各个组件进行检查，观察部件之间是否存在摩擦，要是有，确定是动摩擦还是静摩擦，这些都要分析清楚。除了检查机组内部的部件，还要注意其在工作时，是否有摩擦声传出，声音在超过一定范围时，需要对其检修。振动的频率也要符合规定。如果有较大的异常噪声传出，那么相关的工作人员就要对其进行检核，有故障的局部部件也要进行更换，以免影响其他的零部件。

3.4 解决油膜振动的措施分析

在汽轮机发生油膜振动时，当前流行的解决方法主要有以下五种。第一种，增加轴瓦比压，有效控制油膜发生的振动。第二种，缩小轴瓦顶部的间隙，将上轴瓦的轴承合金宽度增加，这样能有效减少振动频率。第三种，将轴瓦和轴颈之间的接触角度减少，当减少到一定范围后，其振动就会减少。第四种，在机组中添加合适的润滑油是非常有必要的，润滑油要选择动力粘度小的，这样使用起来对机组的正面效益最大，可以极大的促进机组的工作效率，还不会有负面影响。第五种，利用平衡力原理，把设备中存在的不平衡力降到最低，当其相互平衡后，就不会发生加大位移，进而出现振动的概率降低。

3.5 利用传感器进行有效的保护

在汽轮机内部有相关的监视和保护系统，这些都是为了监控汽轮机的工作状态而设置的，一旦有故障发生，相关的信号报警系统和保护系统就产生作用，可以使汽轮机更加安全的运行。虽然目前机组内都安装有各种监视和保护的措施，但对振动破坏的保护还不是很完善。应该在机组内部设置振动保护装置，在其接近极限时启动，发出特殊的信号传给电路保护装置，使其紧急停止工作，则相关人员对其检测修复后，再开始工作。

4 对汽轮机异常振动故障原因查询的几点建议

4.1 原因分析应该注意的问题

发生异常振动的原因很多，但比较重要的就是振动频率和相位的联系，分析清楚这两者就能找到异常振动的大致方向。在转子工作时，要保证其能稳定输出，就要使其质量平衡，还要检测在其工作时是否和周围部件有摩擦发生，对其进行全方位的监测，多维度的分析，按照流程查除故障，保障工作正常。

4.2 排除故障应该注意的问题

汽轮机发生的故障，大多是振动异常，在对其进行故障修复时，首先就要对其故障原因和特征进行分析，通过翻阅维修记录，排查故障点，检修零部件，掌握机组的工作状况，确定是否需要更换新部件。其次，汽轮机异常振动原因是复杂的，在没有准确定位故障位置时，不要急于拆解机组。先让维修人员凭长期积累的经验来判断一下，把理论分析与经验积累结合进来，以制定汽轮机故障排除的最佳方案，提高机组的维护效果。

5 结语

火电厂在工作时，难免发生故障，只要搞清楚故障的来龙去脉，就能做出具有针对性的应对方案。当然，在操作过程中，相关的检修人员需要具备专业的技术知识，对各种故障的特征非常了解，能够准确判断故障点也是非常重要的。当前社会经济发展迅速，人们也越来越离不开电，火电厂的工作也越来越重要，提高从业人员的个人能力，加强岗位责任意识，不仅为了保障火电厂工作顺利进行，也是保障人们日常生活的重要因素。

[1]卢旭东 .火电厂汽轮机异常振动故障排查技术分析 [J].科技创新导报，2012（12） .

[2]李 刚 .电 厂 汽 轮 机振 动 的 原 因分 析 及 保 护措 施 [J].硅谷，2008(18) .

[3]李振宇 .火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断 [J].电子测试，2013（6）.

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