汽轮机异常振动分析与排除

2018-01-29焦玉婷

中国设备工程 2018年9期

焦玉婷

（广东粤电博贺煤电有限公司，广东茂名 525000）

汽轮机主要应用于发电系统，避免汽轮机出现运行故障是提高发电可靠性的重要方法。汽轮机在长期运行工作中，会出现汽轮机摩擦损坏的问题，当汽轮机出现异常振动故障时，会直接影响发电系统的正常工作。如若汽轮机在运行工作中出现异常振动问题，则整个发电系统已经存有安全隐患，对汽轮机的运行影响极为严重，应当分析汽轮机异常振动的原因，采取适宜的排除措施，使汽轮机能够继续正常运行。通过对汽轮机异常振动故障进行检查，及时检修汽轮机异常振动问题，可以提高汽轮机的运行效率，避免汽轮机发生异常问题。

1 汽轮机异常振动的原因

1.1 汽流激振现象造成的异常振动

当大型汽轮机在运行过程中出现异常振动问题时，首先应当分析是否是由汽流激振造成的故障问题。由于大型汽轮机的末级较长，当汽轮机在运行时极易出现叶片膨胀造成汽流流道紊乱的情况，从而造成汽流激振现象。汽流激振现象具有两个较为明显的特征：第一，当汽轮机出现汽流激振现象会出现较大值的低频分量；第二，运行参数会突然增大影响汽轮机的振动情况。在判断汽轮机是否出现汽流激振现象时，需要通过大量汽轮机振动记录信息进行判断，通过对汽轮机长时间的振动数据进行分析，可以有效判断汽轮机的汽流激振现象。

1.2 转子热变形造成的异常振动

汽轮机在运行过程中会出现转子热变形造成的异常振动情况，需要工作人员对转子热变形的成因进行分析，尽可能避免汽轮机的异常振动情况。造成汽轮机转子热变形的原因有很多，主要原因包括：汽轮机运行引发转子热度过热、汽轮机气缸出现进水情况、气缸中进入冷空气与气缸造成摩擦、汽轮机中心孔进油、汽轮机发电机转子冷却温度出现差异，以上原因均能造成汽轮机转子热变形情况的发生。当转子由于温度过热出现变形问题时，会直接造成汽轮机的异常振动，由于转子热变形情况可能是临时危害，也可能是永久危害，需要工作人员对转子热变形的危害情况进行判断，避免转子热变形对汽轮机的正常运行造成过于严重的影响。

1.3 摩擦造成的异常振动

汽轮机由于长时间运行，对各个零部件均会造成不同程度的摩擦损伤，当零部件的摩擦损害过于严重时，则会造成汽轮机的异常振动问题。汽轮机摩擦出现异常振动的特征如下：第一，转子热变形会对汽轮机造成不平衡力，使汽轮机的振动信号受到影响，会出现少量分频、倍频以及高频分量等现象；第二，当汽轮机发生摩擦时，汽轮机的振动会出现波动，波动的持续时间较长。而汽轮机摩擦过于严重时，汽轮机的振动幅度会大幅增加；第三，汽轮机在延缓运行过程中，下降速度超过临界点时，汽轮机的振动幅度会增大。当汽轮机停止转动后，汽轮机的测量轴会出现明显晃动。简而言之，汽轮机由于摩擦出现异常振动是由于摩擦致使汽轮机温度升高，局部温度过热造成转子热变形，产生不平衡力造成的异常振动。

2 排除汽轮机异常振动的方法

2.1 排除汽轮机的汽流激振现象

在排除汽轮机汽流激振现象时，应当结合汽轮机汽流振动的特征，通过对汽流激振现象进行跟踪、分析，制定适宜的解决方法，从而排除汽轮机汽流激振现象。分析汽轮机汽流激振现象时，要分析汽轮机的振动数据，通过对大量数据进行分析，制作相应的振动曲线图，观察汽轮机在运行过程中的振动变化，确定汽轮机出现汽流激振现象的原因，采用针对性措施避免汽轮机发生汽流激振现象。当汽轮机出现汽流激振现象时，需要确定汽轮机在汽流激振情况下的运行状态，通过降低汽轮机的负荷变化，避开汽流激振的负荷范围，可以最大程度改变汽轮机汽流激振现象的发生，排除汽轮机汽流激振造成的异常振动问题。

2.2 排除汽轮机的转子热变形问题

排除汽轮机转子热变形造成的异常振动问题时，应当根据转子热变形的成因制定解决方案，通过准确的排除方法避免转子热变形。当汽轮机在运行过程中处于冷态负荷阶段，转子的温度会逐渐提高，释放的内应力会造成转子出现热变形问题，增大汽轮机的振动倍频，造成汽轮机转子端部的线圈出现严重变形，从而出现汽轮机异常振动问题，影响汽轮机的正常工作。故此，根据汽轮机转子热变形的实际情况，应当加强汽轮机的滑移层工艺，将滑移材料置于转子表面，确保转子表面能够被聚四氯乙烯整体覆盖，从而尽可能确保汽轮机能够进行自由伸缩，避免线匝出现热膨胀问题。在解决汽轮机异常振动问题时，还可以根据转子热变形的情况，直接更换新的转子，降低汽轮机的振动幅度，从而解决汽轮机由于转子热变形造成的异常振动问题。

2.3 排除汽轮机摩擦振动故障

在排除汽轮机摩擦振动故障时，应当正确认识汽轮机由于摩擦造成的振动情况，尽量减少由于摩擦造成的汽轮机异常振动。在汽轮机开机启动时，汽轮机如若出现摩擦造成的异常振动问题，不可以强行加快汽轮机的运行速度，如强行加速则极易造成汽轮机大轴出现永久性弯曲问题。当汽轮机在临界点出现转速过低时，应当立即停止汽轮机运行，等汽轮机转速运行正常时再启动运行。汽轮机的转速高于临界点时，则应控制转速的运行时间，通过延长汽轮机的转速运行，可以磨合汽轮机的间隙，提升汽轮机的运行速度。如若汽轮机的摩擦问题发生在负荷运行阶段，应当随时掌握汽轮机的振动变化，当汽轮机的振动在正常变化范围内时，可以观察汽轮机的运行情况；如汽轮机的振动幅度不断增多，应当降低汽轮机的运行负荷，或停止汽轮机的运行，避免汽轮机由于摩擦出现振动故障。

3 汽轮机异常振动的故障检查步骤

汽轮机在运行过程中会出现异常振动问题，而造成汽轮机异常振动的原因较多，故此，应当设置汽轮机异常振动的故障检查步骤，使工作人员能够及时排查汽轮机，快速排除汽轮机异常振动问题。汽轮机异常振动的故障检查步骤如下：第一，要检查汽轮机振动的频率。汽轮机在运行过程中会出现振动情况，当振动幅度在可控范围内时，汽轮机处于正常运行状态。工作人员在排查汽轮机异常振动故障时，首先要检查汽轮机的振动幅度，确认是否处于正常范围内，一旦汽轮机振动幅度过大，则汽轮机容易出现异常振动故障。第二，汽轮机的振动相位是否出现变化。通过确认汽轮机的振动相位与相邻轴承相位的关系，可以确定汽轮机的振动情况。第三，要检查汽轮机的振动稳定性。如若汽轮机的振动出现较大的幅度变化，则汽轮机出现异常振动问题。通过对汽轮机进行故障排查，可以确定汽轮机是否出现异常振动问题，工作人员能够及时解决汽轮机故障问题，确保汽轮机的正常运行。

4 汽轮机异常振动的故障检修

4.1 汽轮机异常振动第一次检修

在进行汽轮机异常振动检修工作时，应当根据汽轮机的运行情况进行反复检修，确保汽轮机能够进行正常工作。汽轮机异常振动的第一次检修，应当分析汽轮机的运行情况，通过对汽轮机的各个部件进行检查维修，应当确保汽轮机的各个参数能够运行正常。对汽轮机进行故障检修时，要根据汽轮机的故障问题，确定故障的原因，采取适宜的方法解决汽轮机异常振动问题。汽轮机异常振动的第一次检修，是汽轮机故障检修的基础，通过对汽轮机进行整体检查，可以修复汽轮机的运行问题，最大程度减轻汽轮机的异常振动情况，从而提高汽轮机的运行效率。

4.2 汽轮机异常振动第二次检修

汽轮机在运行过程中出现故障问题时，可以通过多次检修提高汽轮机的运行质量。在进行汽轮机异常振动第二次检修工作时，可以对汽轮机的重点问题进行维修，通过对汽轮机内部进行检修排查，可以调整汽轮机的内部运行情况，避免汽轮机由于内部运行问题出现异常振动现象。同时，汽轮机要调整各个零部件的间隙，减少汽轮机零部件的摩擦情况，避免汽轮机由于摩擦问题造成异常振动。通过对汽轮机的异常振动进行第二次检修，可以深入分析汽轮机的运行状况，及时修复汽轮机存在的故障问题，避免汽轮机由于故障问题反复出现异常振动。