汽轮机异常振动的分析和治理

摘要：汽轮机直接关系到发电系统能否正常运转，因此，为了保障发电工作的顺利开展，首先应当确保汽轮机能够正常运转。汽轮机异常振动是汽轮机组最常见的故障问题之一，且对此故障进行分析和治理的工作开展难度系数比较高，极具复杂性。本文从研究汽轮机振动的分类着手，进一步分析了导致汽轮机出现异常振动的七大原因以及相应的个性化治理方案，以保障汽轮机的正常运转。

关键词：汽轮机;异常振动;原因分析;治理方案

中国经济建设的不断推进扩大了用电总需求量，基于此现状，发电厂应当设立专门的工作人员来负责发电机组的日常维护以及保养工作，排除机械故障，确保其能够正常运转，以稳定电力供应，满足居民以及工业的用电需求。汽轮机异常振动问题时常发生，阻碍电力供应工作顺利开展的同时也威胁着发电机厂的安全生产，极易诱发生产事故。因此，如何解决汽轮机异常振动故障是电力行业人员应当关注的重点问题，必须提上日程。

1汽轮机振动分类

对于发电厂来说，汽轮机异常振动问题极易出现却又难以处理。当出现此问题的时候，工作人员应当全面详细的查看振动情况，然后结合专业知识判断属于强迫振动还是自激振动，判断振动类型是汽轮机治理工作开展的基础，有利于发电厂对症下药，安全高效的治理机械故障。

1.1强迫振动

强迫振动可以细分为普通强迫振动以及非正常强迫振动，二者在表现层以及原因方面都存在着明显差别。首先，从表现层来看，非正常强迫振动的振幅比较大，相位不稳定。其次，探析二者的原因可以得出如下结论：普通强迫振动的原因大致可以归结为汽轮机转子质量不平衡、汽轮机刚度下降以及转子不对中;导致非正常强迫振动的原因有很多，比如汽缸膨胀受阻、转子出现裂纹、转子热变形、滑销系统故障等。

1.2自激振动

自激振动的出现通常是由于汽轮机的叶片过长，进而导致气流在经过叶片末端的时候难以保持稳定，紊乱的气流极易造成自激振动。同时，汽轮机配汽工作如若没有严格按照相关规定进行，将会造成转子出现气流不均匀问题，进而也会出现自激振动问题。

2汽轮机异常振动产生原因以及治理方案

2.1振动仪表准确度

大多数的发电厂为了能够及时发现汽轮机异常振动故障都会装置振动仪表来实时监测汽轮机的振动数据，一旦发现异常，便于立即采取针对性措施，尽快排除机械故障，保障电力的稳定供应。一个完整的监测系统由传感器以及监视器等众多设备构成，但是一旦系统中的某个设备发生故障，振动仪表的监测数据准确度就会下降，从而不能及时检测出异常振动问题。

为了应对振动仪表监测数据准确性不高的问题，发电厂应当定期对振动仪表进行检查，保证其数据准确度，如果数据存在误差，应该及时更换或者对仪表进行检修。

2.2汽流激振

大型机组的末级叶片通常比较长，因此叶片末端容易在紊乱气流的影响下出现汽流激振问题。汽流激振主要表现为：（1）存在大量值的低频分量;（2）运行参数可以直接影响振幅，且振幅的增加不可预料。

发电厂工作人员应当注意汽轮机装置的周围环境，如果是在低温低压环境下，汽轮机的工作时长应该控制在合理范围内，不宜运转过久;同时，要稳定负荷，在额定参数下运转汽轮机。

2.3转子不平衡

转子在工作过程中很容易受到离心力的影响，除非转子已经实现了动平衡，否则容易受力不均，导致汽轮机出现异常振动现象。

解决转子不平衡问题，最好的措施是进行动平衡实验，检测出其受力状况，然后通过在转子上增加平衡块的措施来促使动平衡的实现。

2.4转子热变形

冷空气进入气缸、转子冷却程度不同以及中心孔进油等都会导致转子热变形现象的出现。当汽轮机组处于带负荷阶段时，转子的温度会不断上升，内应力转化为转子热能，从而引致转子的热变形，同时增加振动频率。此外，汽轮机运行过程中的机械摩擦也会在一定程度上导致转子热变形，并且这类摩擦因素是不可避免的。转子严重变形带来的结果就是汽轮机出现异常震动故障。

针对转子热变形问题，发电厂有两种措施可以采用：（1）缓解之策：工作人员可以通过局部加热法或者内应力检验法均衡转子受热，减少热变形现象;（2）根本之策：时常更换新的转子，淘汰有变形问题的转子。

2.5油膜与轴承间隙

油膜的积极效用体现在它可以润滑汽轮机的轴承，保障转子的平稳运行。顶轴油未调好是阻碍油膜发挥其积极作用的主要因素，汽轮机如果没有油膜的保护作用，容易出现振动幅度过大现象，甚至会导致烧瓦的后果。轴承间隙不合适也容易引起轴瓦振动，不利于发电厂安全生产工作的开展。

处理油膜问题，关键点在于要按照有关规定调好顶轴油、并且锁紧溢流孔，防止出现漏油现象。轴承间隙不合理，不利于汽轮机轴承的安全稳定运转，要从根本上治理这一问题，工作人员必须做好轴承的安装检查工作，严格依照相关规定检验轴承间隙是否合理，若发现违规现象，应当及时调整间隙，以保证轴承的稳定运转。

2.6真空问题

轴封供气过少、真空系统存在漏气问题等都会导致凝汽机的真空性能下降，从而拖慢机器的工作速度，还会引发汽轮机异常振动问题。

为了处理好真空度下降问题，可以采用以下三种方法：（1）通过灌水方法观察真空度是否受水位变化的影响，如果在不同的水位情况下，凝汽器内真空度不变，则可以断定軸封水封正常;（2）改变轴封供汽量，若真空度不变，则轴封供汽正常;（3）用氦气检查设备是否存在漏气问题，若存在漏汽点应当及时采用针对性措施进行治理，保障机器的正常运转。

2.7配汽原因

进汽过程中，转子会受到四个力的影响，向前的转动力、向后的切向力、向上的分力，以及向下的重力，在这四个力的作用下，汽轮机会由于配汽原因振动幅度增加现象，从而出现异常振动故障。

为了合理处理以上问题，发电厂应当合理改变阀门重叠系数，以权衡轴瓦温度和轴振动，保障这两者既不能过高也不能过低，同时还可以设立专员，通过软件分析进汽系统，合理调整进汽顺序，减少因配汽问题而导致汽轮机异常振动现象的出现。

3结束语

简而言之，为了稳定电力供应，满足居民生活以及工业生产的用电需求，发电厂必须详细分析汽轮机异常振动现象的产生原因，并采取针对性解决方案进行高效治理，唯有深入探究多方面原因，逐个重点击破，才能够有效化解异常振动故障处理工作的复杂性，进而保障中国电力事业的平稳运行，助力祖国建设。

参考文献：

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[3]谷秋成.探讨汽轮机的异常振动故障分析与排除[J].中国科技纵横，2013（10）：180-181.

作者简介：王奕（198612-）男，汉族，河南平顶山人，本科，助理工程师。工作内容：汽轮机本体检修。