汽轮发电机组影响震动的因素分析

张俊华

摘要：人们对电力的需求也就越来越高，对电力厂提出更高的要求，为了满足社会发展的需求，唯有不断进行创新，精准的掌握每一项技术，确保火力发电厂的安全运行。对于汽轮机而言，其是否处于正常的运行状态往往可以通过汽轮机的实际震动情况加以判断，若汽轮机在正常运行过程中发生了异常震动问题，那么则可以说明该汽轮机组在长时间的运行过程中出现了故障。而造成汽轮机异常震动的原因较多，要想确保汽轮机的安全稳定运行，切实提高汽轮机运行效率，就必须要避免汽轮机出现异常震动问题，使汽轮机运行震动处于可被允许的临界值范围内。

关键词：汽轮机;运行;震动

引言

从目前而言，汽轮机安装过程中，其工艺较为复杂，具有极大的挑战性。所以，在正式操作安装之前，应该先对实际情况进行“摸查走访”，将实际情况了解清楚，再根据汽轮机在实际运用中的情况相结合，采取有效的安装措施，促使汽轮机在运行过程中具有安全性和稳定性，避免故障的发生。但是，经调查研究表明，在实际运行过程中，汽轮机会发生及其明显的震动，这个震动非常强烈，并且就目前技术而言，难以将震动消掉，这就会直接影响汽轮机的正常启动和使用，造成不必要的经济损失。如果汽轮机在长期震动下工作，势必引起不必要的安全隐患，或者生产效果难以达到理想目标，造成汽轮机寿命受损，生产效率难以提高，造成一系列不必要的经济损失。

1汽轮发电机组震动危害

若汽轮机在日常运行过程中出现了异常震动问题，不仅会给整个生产系统带来巨大的安全隐患，同时也有可能迫使整条生产线停产，从而影响企业的工作进度，会带来不可预计的经济损失。例如，汽轮机的异常震动会导致轴封磨损，破坏密封作用，使水分混入到轴系润滑油中。一旦油膜被破坏，就会融化轴瓦乌金，加大漏气损失，会影响到整个汽轮机组的经济性能。汽轮机的异常震动会导致隔板汽封磨损，增大级间漏汽，同时加大转子的轴向力，继而引发推力瓦乌金发生熔化。汽轮机的异常震动会导致滑销系统出现严重磨损问题，进而影响整个汽轮机组正常的热膨胀，会引发更为严重的运行故障。汽轮机的异常震动会导致发电机的励磁机部件出现松动、损坏等问题，会威胁到整个汽轮机组的安全稳定运行。汽轮机的震动问题本身就是一个相对复杂的情况，要想切实有效解决异常震动问题，就必须要认清汽轮机异常震动带来的危害以及引发汽轮机异常震动的实际原因和表现形式，并进行深入研究和总结，以保证汽轮机的运行安全。

2汽轮发电机组发生震动的原因

2.1机组运行中中心不正引起震动

（1）汽轮机启动时暖机时间不够，会造成汽轮机升速或加负荷过快，从而导致汽缸不均匀受热膨胀，或滑销系统产生卡涩现象，都会使汽缸对转子产生相对歪斜，同时机组也会产生不正常的位移，引起震动（2）机组运行中出现真空下降，会导致排汽温度骤升，使后轴承上抬，易破坏机组的中心，从而引起震动（3）靠背轮安装不正确，使中心不正，引起震动，且与机组的负荷成正比关系（4）机组运行时，进汽温度超过设计规范，会增加机组胀差和汽缸变形（如高压轴封向上抬起等），从而导致机组中心超出可移动范围，引起机组震动（5）在特定情况下，转子与汽缸不同心，会产生间隙振荡。

2.2转子质量不平衡引起震动

（1）如果汽轮机在运行过程中发生叶片折断、脱落等问题，造成转子质量不平衡，以至于转子每旋转一周就会受到一次不平衡质量的离心力冲击影响，最终体现的结果便是异常震动。（2）在不引起汽轮机动静部件间摩擦的情况下，转子发生弯曲，仍会引起震动，其震动特性除与转子质量不平衡震动情况类似外，轴向震动也较显著（3）汽轮机轴承油膜不稳定或遭到破坏，轴瓦乌金会很快被烧坏，轴颈因受热弯曲，致使机组发生剧烈震动。

3汽轮发电机组震动防止措施

3.1建立神经网络汽轮机震动诊断系统

为了更好的解决汽轮机震动问题，研究人员应建立完善的汽轮机震动诊断检测系统，以便及时发现问题。神经网络汽轮机震动诊断系统主要采用了计算机处理技术，数学模拟了人脑神经系统，可以模拟人类处理信息的流程。对此，研究人员应在汽轮机头以及各个震动点安装吸纳红采集装置与机械箱，采集信号后储存于特定文件中，并利用信號降噪提取并保存小波能量。处理后的故障特征向量可以进行测试诊断，从而快速判断汽轮机的震动原因，以便及时发现问题进行调整维修。

3.2防止油膜失稳

设计人员在设计汽轮机时应适当提升轴系稳定性与系统阻尼，并做好相关工艺技术的检查与控制工作，以免影响轴系的稳定性，提高汽轮机的工作效率。日常汽轮机轴承维护工作可以有效防止油膜失稳问题，对此，设计人员应在遵循运行原则的基础上增大对比压与负载，降低轴承宽度。同时，还应在提高油温的基础上增大承载系数，降低润滑油粘度。但此种防止措施会降低油膜厚度，使汽轮机处于高温工作状态，从而导致油质老化问题，期间设计人员应充分注意。轴瓦内的轴颈稳定性，是影响机组是否震动的关键。如果机组在运行过程中，轴颈稳定性较差，由于外界因素的影响，势必会产生震动。润滑油在机组内的使用，其主要作用就是在轴瓦内形成油膜，起到一定的润滑作用，避免摩擦导致的一系列不稳定因素的产生。

3.3气流震荡防止

相较其他类型的震动问题，气流震荡出现频率较大。基于此，设计人员应利用反旋涡技术干扰流体的轴向运行，提高流体失稳界限的转速。同时，还可以增大轴承轴径的偏心率，以降低其震动幅度。除此之外，设计人员还可以改变轴承的几何形状，打乱轴向旋流，降低切向力强度，确保转子获得更高速度的稳定力，提高运行速度。在机组正常运行过程中，会对机组的震动产生影响。同时滑销系统制约着机组膨胀。如果机组的暖机时间具有差别，在升温较快时，机组内的各个运行系统都呈现出膨胀的状态，直接会导致热应力膨胀，影响机组的运行速度和效率。

4结束语

汽轮机震动会严重影响其正常运行，降低了工作效率，带来经济损失。汽轮机震动受多种因素的影响，深入研究可以有效推动我国电力生产的有效进行。当前我国多名学者对此进行了深入研究，并获得了一定进展。

参考文献：

[1]张瑞华.汽轮机震动故障的原因分析与处理[J].科技风，2018（35）：169.

[2]何荣.汽轮机异常震动分析与故障排除[J].南方农机，2018，49（21）：164.

[3]孟迪尔.浅析发电厂汽轮机组轴承震动原因分析及处理措施[J].科技风，2018（32）：188.

（作者单位：宝钢集团八钢公司能源中心热力分厂）