汽轮机异常振动分析与有效排除

麦远华

摘  要：在旋转式蒸汽动力装置中，汽轮机是非常重要的设备，在机器运行当中，会出现振动的现象。振动也是判断汽轮机运行是否正常的标准之一。当出现振动异常时，就说明汽轮机出现了故障。汽轮机振动的原因有很多，为了保证机器的正常运转，要根据汽轮机的异常振动原因进行分析，并根据实际情况进行解决。本文主要就解决汽轮机异常振动的方法进行了分析。

关键词：汽轮机;异常;振动

引言

振动是汽轮机在运转过程中，出现的必然现象。有的振动是正常现象，有些振动是异常振动。所以，振动是鉴定汽轮机正常运转的证明。如果汽轮机有异常振动，有可能是工作时间过长或者内部元件的损坏。当然，引起汽轮机异常振动还有很多原因，我们要根据汽轮机异常振动的原因进行具体分析，找到有针对性的解决方法，保证汽轮机的安全运行。

1常见的汽轮机异常振动形成原因

汽轮机是电厂中三大设备之一，当转子损坏或者润滑油系统发生故障时，就会形成异常振动。根据汽轮机异常振动的几种常见原因，进行一些简单介绍。

1.1转子热变形会导致不正常的振动现象

转子热变形会导致汽轮机运转时产生不正常的振动现象，这是一个比较常见的现象。我们知道，机器在运转时，由于摩擦会产生热量的上升，汽轮机也不例外。汽轮机中的转子在高温环境下运转，由于材料或者气缸上下受热不均等方面的原因，转子就会变形，这时转子周围的各个零件就会变得比较接近，动叶与静叶之间就会发生碰磨。汽轮机的动静碰磨，就会使汽轮机产生异常振动的现象。

1.2油膜振荡引发异常振动

汽轮机的异常振动有可能是油膜振荡产生的。汽机的转子轴径小于轴承的内径，因此在转子和轴承之间就形成了锲形的间隙，当润滑油进入轴承后，在锲形间隙内就形成了油膜。当汽轮机高速运转时，转子的速度也越来越快，油膜和油颈之间的力，要大于其他对油颈产生的力，就会造成油颈位置变化，产生一个弓形涡动力，作用在油膜上，就会让油膜发生变化，产生振动。还有一点，油膜产生的这种振动现象，即使是汽轮机正常的运行，也会出现。因为润滑油的高速流动，把力作用在油颈上，作用力和反作用力相互作用，汽轮机就会产生振动。

1.3汽流激振引发异常振动

汽轮机运转时，会由于气流激振的原因引发异常振动。这是因为，汽轮机是由静叶和动叶组合而成的，在最后一个环节中，由于传输距离长，汽轮机的叶片由于热蒸汽或者热度原因，会产生膨胀现象，就会产生这种现象。为了判断汽轮机的异常振动是不是因为热蒸汽激振引起的，可以从三个方面进行判断。第一方面，对汽轮机组的低频分量进行记录，低频分量记录过高，就有很大可能是气流激振引起的异常振动。第二方面，是由于运行参数设置的不合理，压力和温度的不匹配，导致突然的振动现象。例如：运行的负荷参数设置过低，导致振动的出现。第三方面比较特殊，是由于不正确的配气方式导致的[1]。

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

当汽轮机发生异常振动时，根据汽轮机的状况，首先要确认是否汽流激振引起的故障。汽轮机的气流激振现象要通过具体的数据进行分析，然后画出振动曲线图，确认无误后，找出适当的方法解决这一问题。所以，当汽轮机在运转时，出现异常振动后，确定是汽流激振引起的振动，就要根据它的特性进行问题的解决。例如：当出现了汽流激振现象时，要观察汽轮机的运行状态。为了排除汽轮机汽流激振，可以适当降低汽轮机的负荷，让汽轮机运转时，躲开汽流激振的负荷范围。

2.2排除汽轮机的转子热变形问题

在如何排除汽轮机的转子热变形这一问题时，首先要明白转子受热变形的原因。然后，根据原因找出解决方案，进而彻底解决问题。我们知道，当汽轮机刚冲转时，汽缸的温度比蒸汽的温度较低。当汽轮机的进汽参数不断升高，转子的温度也会不断的提升，当温度持续升高时，产生的热应力有可能使汽轮机振动加大，转子的线圈脱落或者变形，使汽轮机工作过程中产生异常振动。所以，根据这一情况，我们应该采取汽轮机的滑移层增强功能的手段，解决这一问题。具体做法就是，将转子表面进行滑移材料——聚四氯乙烯材质整体覆盖，目的是保证汽轮机的转子匝线能够伸缩自如，避免热量过高引起匝线脱落的现象。在汽轮机异常振动时，如果转子因热量过高而变形，根据实际情况，可以直接更换转子，进而解决汽轮机的振动异常的问题，彻底解决转子受热变形的故障。

2.3排除汽轮机摩擦振动故障

在解决汽轮机摩擦振动故障这个问题时，首先要清楚汽轮机在运行过程中，摩擦是不可避免的。但是，要尽最大可能减少摩擦引起的汽轮机振动状况。下面有几种常见的现象，供大家参考学习。1.当摩擦引起了汽轮机异常振动时，要停止汽轮机的升速或者升负荷，避免出现汽轮机大轴永久性弯曲问题。2.当汽轮机运行时，由于摩擦的原因，出现临界点转速过低时，就要及时打闸汽轮机。3.在摩擦前提下，汽轮机转速超过临界值時，就要延长汽轮机的运转速度，通过摩擦增大磨合间隙的作用，进而提升速度。4.当汽轮机摩擦在负荷运行中出现问题时，就要对汽轮机的振动情况进行观察：（1）正常运行，随时监控汽轮机的振动变化;（2）振动幅度不断增加时，就要降低汽轮机负荷，甚至打闸汽轮机，避免摩擦造成振动故障[2]。

3异常振动检查步骤

在汽轮机运行的过程中，会出现很多的问题，最为常见的就是异常振动，它包括瓦盖振动和大轴振动。想解决这样的问题，就要根据发生的原因进行分析。比如：根据振动的特性和原因，找出解决方法。首先，我们要确定振动的频率，多分为 1X，2X，1/2X 等。其次，对振动相位的变化进行分析，还有每个轴承之间的相位关系和变化进行仔细的研究和分析。然后，观察设备工作时的稳定性。例如：励磁电流变化的稳定性，叶片温度的变化，电网负荷变化的大小等。最后，观察汽轮机转子是否保持平衡。这里有相对应的理论进行测评：1.升速过程中的振动数据;2.转速数据。用数据1和数据2的平方进行比例，如果成正比，换句话说就是转速平方和升速的数据，同为上升，就证明汽轮机转子出现质量不平衡现象。还有，当汽轮机运转超过临界值时，振动会相对临界值内大。举个例子，假设此时的振动频率为 1X，如果振动相位不变，那么就保证了振动的稳定性，证明摩擦力也是在正常范围内;如果相邻轴承的相位相同或者相反，就保证了器械运转的稳定性，同时也保证了振动的重复性。在进行故障排除时，要根据检修过程中发现的问题，对振动特性进行总结，尽快找出原因进行解决。还有，在器械设计过程中，要有危机思想，对容易出现问题的地方要及时进行修改，出现问题后，要对可能出现问题的零件，系统进行排查并找出症结所在，进而解决问题[3]。

结束语

在汽轮机运行的过程中，会出现很多的故障。最常见也相对复杂的故障就是汽轮机异常振动。这种故障的产生是有很多原因的，故障的产生也是受到很多方面影响的，例如：转动轴过热;转子使用时产生偏差，不能维持平衡;零件之间摩擦等。总而言之，汽轮机在运行过程中出现故障，就要找到故障原因，然后进行停机处理，保证电厂汽轮机的正常运行。

参考文献

[1]申海川，李剑钊，郭庆成等.船用汽轮机特征线谱控制及应用[J].热能动力工程，2019（01）：58-61.

[2]陈子滨.关于发电厂汽轮机组轴承振动原因分析及处理的探讨[J].科技风，2019（04）：144.

[3]李金印.电厂汽轮机运行优化措施探讨[J].科技风，2019（03）：175.