对火力发电厂汽轮机振动异常的分析及其故障判断

黄永亮 张晓旭

(1.哈尔滨电气股份有限公司，哈尔滨 150001； 2.哈尔滨电气动力装备有限公司，哈尔滨 150001)

对火力发电厂汽轮机振动异常的分析及其故障判断

黄永亮1张晓旭2

(1.哈尔滨电气股份有限公司，哈尔滨 150001； 2.哈尔滨电气动力装备有限公司，哈尔滨 150001)

通过分析火力发电厂汽轮机设备振动异常故障的原因，提出了相应的解决对策及注意事项，以供参考。

火力发电厂；汽轮机；振动异常；故障判断

Abstract: By analyzing the causes of abnormal vibration of steam turbine in thermal power plant, the corresponding countermeasures and precautions are put forward for reference.

Keywords: Thermal power plant; Steam turbine; Vibration abnormality; Fault judgment

火力发电厂，汽轮机作为其最为重要的组成部件，其性能是否安全稳定，对确保整个火力发电厂的正常运行有着至关重要的作用。进一步加强对火力发电厂汽轮机振动异常故障的研究，可以更加清晰地了解并掌握汽轮机振动的相关技术。

1 对火力发电厂汽轮机振动检测技术的分析

对于火力发电厂而言，无论是哪一个机械设备发生故障，都会表现出相应的预兆，而这些预兆多半表现为振动声音与噪声。恰恰是这些异常声音才最为直接地体现出了机械设备的某一部位存在故障。汽轮机无论是轴承出现损坏，还是哪个部件出现损坏，在损坏之前都会发出异常声音，这就表明了该机械存在故障。火力发电厂的技术人员可以充分利用现代化检测技术对汽轮机实施监视，及时发现汽轮机故障位置，清楚掌握汽轮机发生故障的原因，采取有针对性的解决措施。这种方法恰恰是检测汽轮机故障最为原始的方法，是汽轮机在工作运行状态下进行的监测工作。这个过程也能够更好地观察汽轮机的运行状态与变化，及时发现薄弱环节，采取针对性措施。这不仅能够降低汽轮机故障的发生频率，还能够节约汽轮机的定期维修费用，大大提升汽轮机的使用效率与使用寿命。

2 火力发电厂汽轮机振动异常原因

2.1 油膜振荡造成汽轮机振动出现异常

如若汽轮发电机的转子在油膜上飞速旋转，势必极易丢失其稳定性，且在旋转过程中与轴线、平衡点涡动都有着密切的关联，造成油膜的振荡问题。在涡动频率上轴线就是在转子转速的一半左右，因此也称之为是半速涡动。一旦转速出现了重合问题，那么半速涡动效用就会被不断放大，产生更为激烈的振动问题。

2.2 气流激振造成的汽轮机振动异常

汽轮机一旦发生气流激振，就说明汽轮机发生了较为明显的故障。当汽轮机运行的实际负荷超过了某一个负荷临界点时，轴振动就会迅速增加，反之则亦然。如若在高压或者再热中压的转子端出现汽流激振位置，那则是因为叶片遭受了不均匀气体冲击而造成气流激振问题。通常来讲，大型汽轮机组的末级叶片往往较长，所以极易发生膨胀问题，进而造成流道发生紊乱现象。机械设备的轴封时常会发生气流激振问题。

2.3 转子热弯曲给汽轮机造成的振动异常问题

汽轮机转子如若出现了热变形问题，那就极易造成汽轮机振动异常。这是因为转子发生热变形以后，其振幅往往呈现出几何增长态势，且热变形情况与转子的实际温度、蒸汽参数有着十分密切的联系。绝大多数热变形主要发生在汽轮机组仍在转动的情况下，尤其是在开启汽轮机组后，转子温度也在迅速升高，转子材料在热力的不断作用下就会发生热变形，转子规则也会发生一定的变化，且无法从工作状态进行切合，促使汽轮机组不正常振动问题的出现。

2.4 摩擦振动而造成的汽轮机振动异常

摩擦振动主要表现在两个方面：其一是转子在发生热弯曲以后，出现了全新的不平衡力，此时工频仍然是振动信号的主频。其二就是在摩擦时，振动幅度、振动相位都会有所波动，且波动时间会持续较长时间。

3 火力发电厂汽轮机振动异常故障的解决对策

要想确保火力发电厂能够正常工作运行，就应该做好汽轮机设备的日常维修与检修工作。尤其是当汽轮机设备出现了异常振动问题时，更应该及时采取有效解决措施加以解决，只有如此，才能够为人们提供更加高效的供电质量，更好的服务于人们的工作生活。

3.1 油膜振荡故障的解决对策

汽轮机在实际运行过程中极易出现油膜振荡故障，技术人员必须及时采取有效措施加以解决。面对油膜振荡故障问题，其解决对策较多，如：可以增高轴瓦比压予以解决，可以减少轴瓦顶部间隙或者增大轴瓦轴合金宽度予以解决，可以缩小轴颈与轴瓦之间的接触角予以解决。但需要注意的是，接触角不得过小，必须控制在300～400。可以将润滑油的动力黏连度减少，可以调整转子的原有不平衡位置到平衡状态上。

3.2 汽流激振故障的解决对策

如若在实际运转中汽轮机出现了汽流激振故障，无法及时予以解决的，需要经过一段时间的调查与分析才能够有效解决。所以，当汽轮机发生汽流激振以后，必须要统计并记录相关数据，用图标的形式将其表现出来，通过对图标的观察与分析，发现其内在规律，从而找到有效的解决对策。

3.3 转子热弯曲故障的解决对策

在汽轮机运转一段时间以后，由于热力作用转子有可能发生弯曲，影响到汽轮机的正常运行。此时，必须及时更换全新的转子，从而解决转子热弯曲故障问题，确保汽轮机的安全稳定运行。

4 查找火力发电厂汽轮机振动异常故障的注意事项

4.1 在汽轮机振动异常故障分析时应注意的具体问题

汽轮机在实际运行过程中发生振动异常故障，那么在分析其异常故障出现的根本原因时，就必须全面考量振动相位、振动频率及二者之间呈现出来的关系以及振动的稳定性。这是因为汽轮机转子的动平衡都难以得到保障，那么实际的测量结果势必也无法得到保证。

4.2 在汽轮机振动异常故障排除时应注意的具体问题

如若火力发电厂的汽轮机发生了振动异常故障，就必须及时予以解决，否则就会严重影响到电网稳定，给用户的实际用电带来巨大困扰。在汽轮机设备的实际工作过程中，振动异常故障常常发生。所以，火力发电厂的技术人员必须准确掌握并了解汽轮机故障的具体排除方法，了解在排除过程中应该注意的具体事项。在发生振动故障问题时，首先应详细了解振动故障发生的原因，并且进行全面翔实的分析，做好相应的记录之后，对发生振动故障的汽轮机组零部件进行检查，替换出现问题的零部件，做好相应的记录工作。对造成汽轮机振动异常故障的相关因素要系统地逐一排查，这是因为汽轮机所发生的振动异常故障其诱发原因较为复杂，且需要检查的内容也十分繁重，所以，当汽轮机设备出现振动异常故障时，在没有准确判断是哪个部件出现问题时，不能急于拆除设备的相关部套。要进一步强化技术人员自身的实践经验，做好相关业务技能培训工作，从而使施工技术人员能够通过自身的实践经验及时准确判断出汽轮机所发生的振动异常故障情况，有条不紊地予以高效解决，切实提高汽轮机设备的实际维修水平，降低汽轮机振动异常故障率。

5 结语

火力发电是现如今电力供应最为主要的方式，是人们日常生活所需电能的重要提供者。也正因如此，进一步促进火力发电厂的安全稳定对提高人们的生活用电质量而言有着至关重要的影响作用。确保火力发电厂汽轮机组的安全稳定运行，这是因为汽轮机组是实现供电的根本所在。火力发电厂的技术人员应该切实掌握汽轮机振动的相关技术，不断分析并总结汽轮机振动故障的相应排除技巧，及早发现在运行过程中汽轮机设备存在的异常问题，以此为基础保证火力发电厂的正常运行。

[1] 李治中,张晓慧.关于汽轮机组异常振动的分析[J].科技创新与应用，2014，(11)：56.

[2] 韩明.浅谈火电厂汽轮机运行故障处理技术[J].能源与节能，2013，(12)：103.

[3] 徐誉玮.火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断[J].现代制造技术与装备.2017，(07)：63.

[4] 陈斌.火力发电厂汽轮机振动异常分析及故障判断[J].科技经济导刊，2017，(04)：87.

[5] 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，(06)：72.

Analysisofturbinevibrationabnormityinthermalpowerplantanditsfaultjudgment

HUANG Yong-liang1, ZHANG Xiao-xu2

(1. Harbin Electric Co., Ltd. Harbin 150001, China; 2. Harbin Electric Power Equipment Co., Ltd. Harbin 150001, China)

TM621

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1674-8646(2017)17-0046-02

2017-06-23