汽轮机异常振动原因分析及解决对策

陈向新

摘 要：本文首先指出了汽轮机异常振动原因分析的重要性，然后重点分析了汽轮机异常振动的原因，并提出了相应的解决对策，以便在今后的工作中可以及时有效的处理汽轮机异常振动问题，确保汽轮机的正常运行。

关键词：汽轮机;异常振动;原因分析;解决对策

汽轮机是电厂发电系统不可缺少的设备，一旦汽轮机的运行出现问题，特别是汽轮机工作中出现异常振动故障，不但会损坏汽轮机本身，还会对发电系统产生安全威胁，甚至造成较大的经济损失。可见，对汽轮机异常振动的原因进行分析并及时解决问题，对汽轮机的正常运行至关重要。

1 汽轮机异常振动原因分析

1.1 转子受热弯曲变形

汽轮机主要运转部分就是转子，其工作磨损不可避免，特别是转子在高温高压条件下，更容易产生热变形磨损，从而引发汽轮机异常振动故障。这种热变形主要是因为转子散热能力不足，越来越高的热能积蓄在转子周围，产生巨大的热应力，压迫转子产生扭曲。转子变形后，转动中产生的空气流动不对称，机组构件会随之产生异常振动，严重时导致破坏性故障，造成较大的经济损失。因此，检修人员必须要责任到岗，提高安全意识和职业道德，耐心细致地对汽轮机进行检查和维护，将问题解决在最小范围内，从而保证发电系统能够持续正常发电。

1.2 汽流激振

汽轮机工作中，蒸汽流速不稳定，出现强弱波形，在低速汽流环境下工作的组件，突然被高速激流冲击，叶片受力不匀导致异常振动。原因一是运行参数的变化导致汽流不稳，得机器振动较大。原因二是汽流分量低频状态流量较大，突然频率改变，产生不均匀汽流。

1.3 摩擦振动

摩擦振动的原因主要是构件间隙有杂质产生阻力，或是润滑不足，或是构件变形与相邻构件摩擦异常增大等。其特征主要是以下三点：1）因摩擦振动导致波形异常，出现振幅值和相位，这种波形振动长时间存在;2）转子变形导致周围应力失衡，增持到振动信号上，使振动异常，但振动主频未发生改变;3）摩擦振动在降速尾声时振动比刚提速时大。

1.4 油膜震荡

汽轮机运转时，转动的核心部件是转子，转子在高速持续动转过程中，特别是大功率状态下，转子的转动容易偏离轴线，导致转动失衡，从而对油膜产生较大的应力，油膜因受力不平衡就会产生较大的振动，从而影响汽轮机正常工作。因此，工作中要保证转子沿轴线运转，且在平衡点涡动，保证转子运转的稳定性。

2 汽轮机异常振动的解决对策

2.1 转子热弯曲的解决对策

为了有效地预防汽轮机转子热变形产生的异常振动，在对汽轮机转子进行配套装配时，要严格按照操作流程和先后顺序进行标准安装，对轴线进行中心法校正，使轴线转动时不会产生偏离。预防措施从基础安装抓起：1）预埋件确保在纵向中心线上，调正螺丝进行紧固安装，保证钢丝架子能够放置在标准位置;2）沿纵向中心线定位悬挂钢丝的精准点，做好标记;3）对准各中心点及轴线，应用钢皮尺准确测量钢丝至洼窝中心两侧的长度;4）调正轴承及底座，两侧长度误差要在0.05mm范围之内，确保安装到位准确;5）对于水平校正，最好采用水平仪现场校正。将其放置在轴瓦洼窝结合面，水平方向有倾斜时，水平仪内空气偏离中心，用垫铁进行细微调整，使水平仪内空气稳定于中心点，才能达到水平平衡状态;6）汽轮机安装中需要进行三次找平，第三次要彻查一偏，完成所有找平工作，从而确保轴承安装标准到位，使转子稳定运动，消除转子热变曲导致的异常振动，保证电厂正常发电。

2.2 汽流激振的解决对策

汽轮机汽流激振的故障排除，首先要找到汽流激振的原因，需要对长时间振动的数据中寻找规律，将满负荷、正常运行、空载时的振动数据进行分析，利用曲线图走势，找到引发振动的因素。从而逐渐调解输出功率，汽流缓慢增加，将振动数据绘成曲线图与正常曲线图进行对比。汽轮机负荷增加后，汽门随着负荷的增加不断变化来抵消汽流振动的危害。因此，对于汽流激振的故障，需要长时间的观察和精细化调整负荷参数，才能有效降低汽流激振的不良影响，维持发电系统的正常运行。

2.3 摩擦振动的解决对策

摩擦振动是机械运转中不可避免的问题。汽轮机因为摩擦产生异常振动时，往往是摩擦超出正常范围。在进行检查时，运用感官的听声响、看振动、闻焦味、摸冷热等对汽轮机的异常摩擦进行判断，一旦超出正常的摩擦现象，必须引起重视。首先判断异常摩擦的来源是转動部件还是静态部件，然后采取正确的解决措施，更换新件、增加润滑、加强散热、调整功率等等，排除异常振动，

2.4 油膜震荡的解决对策

汽轮机油膜振动故障出现时，可以针对实际机器的故障情况，采用下列解决措施的一种或几种结合，尽快恢复汽轮机正常工作，保证发电厂发电系统重回正常的发电轨道上来。1）轴瓦增压使油膜处于相对稳定的内部环境中，使振动可控;2）轴瓦顶部间隙过大，适当减少间隙，上轴瓦轴承宽度增大，使振动频率变小，从而降低油膜的振动;3）油膜异常振动与轴瓦与轴颈的结合角度大小关系密切，角度越小，振动越小，根据这一规律进行角度的适当调解，从而减少油膜振动;4）间隙润滑至关重要，既能减少摩擦，又能降低油膜异常振动，达到保养汽轮机组件的目的。因此，加强组件间隙润滑是降低油膜异常振动的有效方法之一;5）油膜振动与受力不均脱离不了干系，因此，需要加强平衡校正，使油膜处于相对稳定的工作环境中，从而降低油膜异常振动的机率。

3 结语

汽轮机在现代社会的应用十分广泛，了解并掌握汽轮机异常振动的原因与解决对策对于相关工作人员来说意义重大，特别是对转子受热弯曲变形、汽流激振、摩擦振动、油膜震荡等这类主要问题及相应的处理措施需要熟练掌握，同时还应当建立健全预防措施、规范故障检查步骤、科学运用传感器等信息技术，保障汽轮机的正常运行。

参考文献：

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[2]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）.