汽轮机组振动故障分析及处理

李文若

摘 要： 在火力发电厂中，汽轮机属于一重要发电设备，由于其运行效能的高低会对整个系统运行的安全性及经济性产生直接影响，介绍汽轮机主要工作原理及其分类，分析其常见故障，并结合实际工作经验，提出相应处理对策，以期有助于人们更及时更高效地解决各种汽轮机运行故障，更好地保障电厂汽轮的安全、高效运行。

关键词： 电厂 汽轮机 常见故障 处理对策

引 言

汽轮机作为火力发电厂一重要的发电设备，承担着把蒸汽内能向转子旋转的机械能转变的重要任务，其运行的安全性及稳定性将直接影响到发电厂的发电效能，对此，了解汽轮机的工作原理及其分类，分析其常见故障，并研究其常见故障的处理对策也显得越来越重要。

1 汽轮机工作原理及其分类

汽轮在火力发电厂中承担着将蒸汽热能转化为机械能的重要任务，在电厂中占有重要地位。在实际生产作业中，汽轮机主要依靠的是高温高压蒸汽具有的内能来推动汽轮机叶片发生旋转，以把热能进一步转换为相应的机械能，让该机械能来推动发电机运转，以生成电能。在实际生产中，依据汽轮机结构的不同，工作原理的差异以及热力特性等不同，可把汽轮机分为不同种类，具体如下。

1.1 依据汽轮机实际结构的不同，可把汽轮机分为单级与多级汽轮机、单缸与多缸汽轮机以及单轴与双轴汽轮机。

1.2依据各汽轮机实际工作原理的不同，可把汽轮机分为冲动式汽轮机、反动式汽轮机以及速度式汽轮机，这几种汽轮机蒸汽实际膨胀位置也会有所不同，其中对于冲动式汽轮机而言，其蒸汽膨胀位置主要为各级碰嘴处及静叶部位； 对于反动式汽轮机而言，其蒸汽在静叶及动叶中都会发生膨胀； 而对于速度式汽轮机而言，其属于一种先让蒸汽在喷嘴中发生膨胀后产生动能，然后再让这些动能作用于动页上的汽轮机。

1.3 依据汽轮机热力特性的不同，可把汽轮机细分为： 蒸汽式汽轮机、供热式汽轮机、背压式汽轮机、抽汽式汽轮机以及饱和蒸汽式汽轮机。

2 汽轮机运行中常见故障及处理技术

2.1 振动故障

振动故障是火电厂汽轮机常见故障之一，这种故障又可具体细分为油膜震荡故障、转子热弯曲故障、摩擦振动故障、气流激振故障等。下面我们就详细分析一下这几种振动故障现象、产生原因及具体解决方法。

1） 油膜震荡故障。此种震荡现象主要表现为转轴跳动较强，当跳动严重时可能还会影响到机组主轴外露部分。对于这种故障其主要产生原因为： 当发电机转子于轴承油膜上进行高速旋转作业时，因受较大载荷影响对其初始稳定性产生破坏所致。具体我们可用下述几种方法进行解决： ①降低转子与轴承间的摩擦力。②严格按相关标准来选用压力合格，温度达标的润滑油。③想方设法减小润滑动力粘度。④压缩轴与瓦之间间隙或把上轴瓦轴承合全宽度扩大。⑤尽力缩减轴颈及轴瓦间的实际接触角度。

2） 转子热弯曲故障。该故障主要受转子工作温度与蒸汽参数等因素影响，其主要发生于汽轮机组冷态启机定速后所處的实际带负荷运行阶段。其主要发生原因为： 当汽轮机进行高速旋转时，其叶片、叶轮还有其主轴通常会受离心力形成的巨大应力影响，这样便很容易造成弯曲变形现象。

3） 摩擦振动故障。当汽轮机发生摩擦振动故障后，可能引发部分分频分量、倍频分量还有高频分量现象，有时还会出现波形削顶现象，若在实际生产中，若摩擦振动持续时间过长的话，还有可能会带来涡动现象。

4） 汽流激振故障。此种故障其表现形式主要为振动曲线异常现象。当有蒸汽在汽轮机内进行流通膨胀作业时，其一方面会形成一切向力转矩作用于高中压转子中，另一方面还会形成从高压端向低压端作用的轴向力，当有不平衡的气流来从不同方向冲击高中压转子叶片时，这样便易引发汽轮机转子出现气流激振现象。在实际生产中，若遇到汽轮机出现汽流激振现象后，我们可通过下列措施进行解决： ①对转子实施科学、合理理。④运行人员加强对碳刷检查次数，发现异常立即处理，并提高检修人员维护质量。

2.2选用正确的发电机冷却方式

为有效避免发电机产生高温故障，在实际生产中应依据各发电机的运行需求，科学、合理地控制发电机运行环境温度。一般火力发电机冷却方式为水氢氢，即定子绕组采用氢气表面冷却，转子铁芯采用氢内冷。例： 某发电厂#3 发电机温度高。

2.2.1 故障经过

2017 年7 月16 日12 ∶ 00 电气值班员检查发电机出入口温度、定子各测温点温度均正常，12 ∶ 55 电气值班员检查发电机出入口温度、定子各测温点温度，未发现异常，13 ∶ 50 电气值班员检查发现发电机入口温度 48℃、发电机出口温度 63℃、定子各测温点温度 76℃。14 ∶ 00 调整发电机四角冷却器及内冷水进水温度及压力使发电机温度恢复正常。

2.2.2原因分析

①内冷水流量低或线圈堵塞。②内冷水入口温度高。③四角冷却器冷却水流量低或水温高④氢气温度高。⑤环境温度高。

2.2.3防治对策

①氢气压力调整至规定范围内。②调整发电机内冷水进水温度及压力至规定范围内。③调整发电机四角冷却器进水温度及压力至规定范围内。④加强厂房内通风，将热量及时排出。以上四种方法为我们日常生产作业中较常见的发电机冷却降温方式。

2.3电气设备接地故障处理

在设计电气设备接地时，应对电气设备所用接地材料的属性进行深入了解，以防因材料受到腐蚀，造成设备接地不良。此外，在日常检修电气设备接地情况时，检修作业应详细、全面彻底，不能只靠眼观察，可借助敲打，实地探测等方式来深入了解材料接地情况，一旦发现接地材料存在严重腐蚀现象或熔断现象，应及时处理该故障，引发一系列电气断路现象，同时应重视做好电气设备的定期检查、维护工作，最大限度的处理好各种潜在故障，以确保电气设备的连续可靠运行。

2.4备用电源自动切换故障处理

1） 全面收集相关技术资料，并充分结合电厂实际运行情况，对备用电源实际切换方案进行必要的改进与完善，也可聘请一些外部专家来对电源切换装置进行深入分析，并实施科学、合理的改进，以确保备用电源可实现一次性快速完美切换。2） 压缩切换时间，在实际生产作业中，应及时淘汰哪些性能不佳，老化严重的旧设备，重视引进性能更优良设备，更先进的新设备，来使电源切换更顺利，更快速。

参考文献：

[1] 孙捷. 电厂电气设备维护与检修的技术要点[J]. 工程技术研究 2016（ 6） ：45 -47.

[2] 李阿利. 电厂电气设备故障及处理分析[J]. 能源与节能，2015（ 11） ：20 -22.