热电厂汽轮机振动成因及解决对策

彭克勇

阳煤平原化工有限公司 山东德州 253100

1 热电厂汽轮机概述

汽轮机是以旋转式动力运转模式将蒸汽热能转换为机械能，从而完成发电任务的一种机械设备，蒸汽进入汽轮机后按照固定流程经过机组内喷嘴、动叶及自身具有的热能输出为机械能，从而带动汽轮机转子旋转。汽轮机内部结构由转动与静止两部分共同组成，其中转动部分的主要构件包括联轴器、主轴、叶片及叶轮等；静止部分主要构件包括隔板、汽缸、汽封、静汽部分、静叶栅及轴承等。汽轮机的运作环境具有高温、高速、高压的特征，其设备结构精密性较好，属于重型设备，发电机、凝汽装置、泵、锅炉等为其配套设备[1]。

2 热电厂汽轮机振动的主要原因和解决对策

2.1 设计制造因素造成的振动和解决措施

在热电厂汽轮机的运行中，汽轮机的旋转速度比较快，如果转子的质心与旋转中心出现不重合的现象，这样就会造成转子的不平衡而形成一定的离心力，会对轴承造成激振，从而汽轮机会出现振动。一旦离心力超出一定的范围，汽轮机就会产生异常的振动。造成汽轮机转子产生不平衡的原因是汽轮机机械加工在精度方面存在着问题，还有可能是转子的装配方面出现了问题。因此需要提高汽轮机转子的制造和加工过程的精度，并且采取确保质量的措施。在汽轮机的装配中，对于每一级的叶片都需要进行教学动平衡的试验，还需要在转子装配好后进行高低速动态平衡检测工作，从而确保转子的不平衡量严格的控制在符合的标准范围内，这样才能够减少汽轮机的振动。

2.2 油膜震荡当热

电厂汽轮机在运转时，转子在轴承油墨上高速旋转失去稳定性而造成的震荡就是油膜自激震荡。在汽轮机稳定运转时，转子是围绕轴线旋转的，而汽轮机失去平衡时，转轴在围绕轴线转动的同时围绕平衡点涡动。轴线的涡动频率通常保持在转子转速的一半，因此成为半速涡动。在涡动转速和转子的临界转速相重合时，这样半速涡动转速就会被共振放大，从而表现为激励的振动。油膜震荡具有下列的特征：油膜震荡发生后，振幅的增速比较快，这样就会造成机组产生激励的振动。在油膜震荡时，振动的的主频率是发电机的一阶临界转速，而且随着转速的升高而改变。油膜震荡时，通过仔细的观察可以发生主轴的外露部分也在颤动。在油膜发生震荡时，轴承的顶轴油压也会发生剧烈的振动，因此轴承内部有金属撞击的声音。对于油膜的震荡可以采取下列的措施进行解决：增加轴瓦的比压，而且减少轴瓦顶部的间隙，这样可以有效地减少油膜的震荡；还可以采取减小轴颈与轴瓦的接触角，控制在3—4之间；降低润滑剂的动力粘度；可以利用平衡的方法将转子原有不平衡分量降得很少[2]。

气流激振汽轮机的叶片由于受到不均衡的气体的冲击而产生气流激振，而对于大型的机组，末级比较长，气流在叶片的末端膨胀而造成流道的紊乱，从而造成了气流的激振。另外，轴封也可能造成气流激振的现象。在汽轮机机组的负荷超过一定的负荷点，轴振动就会增加，而负荷低于负荷点，振动就会减小。气流激振的频率小于或者等于高压转子的一阶临界转速。气流激振的部位通常发生在高压转子段。热电厂可以针对汽轮机气流激振的特征，通过长时间的记录机组的振动数据，还有记录机组满负荷时的数据，整理数据和制作成成组的曲线，观察曲线的变化情况，这样才能够进行故障的分析。在汽轮机的运作中，需要先确定汽轮机的工作状态，然后采用减低负荷变化率以及避开产生气流激振负载范围的方式，减少气流的激振。

2.3 安装及检查原因

在汽轮机的安装和检查的过程会对机组产生巨大的影响，而通过对机组的振动查找原因分析得出，由于汽轮机的安装和检查的不当而造成的振动占据一大部分，因此在汽轮机的安装和检查中需要采取措施减少汽轮机的振动。汽轮机的两端主要依靠轴承来支撑的，如果两端的轴承高度不再同一的范围内，就会引起轴承的负荷分配出现不合理的情况，这样便会引起汽轮机的振动[3]。

因此汽轮机的安装和检查中，需要依照生产厂商的建议，还有结合本单位的实际情况对轴承的标高进行调整，确保轴承的标高相一致。在汽轮机的运作中，汽轮机的转子和气缸等零部件之间会存在一定的间隙，并且随着汽轮机的运作，这些间隙会不断的增加，这样就会降低了汽轮机的运作效率，由于这些间隙比较小，不容易引起动静摩擦而会引起汽轮机的振动发生变化，从而导致振动超标。对于这种情况的振动，在汽轮机的检修过程中需要合理的调整隔板汽封和端部汽封的间隙的正常参数都是明确标注的。当这些数据发生异常变化时，依据电路工作原理，就可推断发生故障的部位。1相同仪器代替法；2信号通道追踪法。发生故障后，以信号源头开始，沿信号传输线路一直测量下去，直到找到故障点。

3 结语

汽轮机的设计制造、安装、检修等多方面因素均可导致其振动发生，因此，操作人员应严格按照运行规定要求进行操作，并结合自身操作经验就汽轮机的实际运转情况及时发现问题、解决问题，从而保证汽轮机的使用寿命及运转效率。