火力发电厂汽轮机振动故障分析及其检修

杨宗冰

摘 要：火力发电厂现阶段仍是我国主要的电厂类型，汽轮机在火力发电厂的发电过程中发挥着重要的作用。振动故障是火力发电厂的汽轮机在运行过程中最容易出现的一种故障类型，做好汽轮机故障的检修工作，对保障火力发电厂的正常运行具有重要的作用。本文以火力发电厂的汽轮机为主要研究对象，着重对火力发电厂汽轮机振动故障以及检修方法进行研究和分析，旨在促进我国火力发电厂发电技术水平的进一步提高。

关键词：火力发电厂;汽轮机;振动故障

前言：随着越来越多网络信息技术以及电子设备和智能化设备的应用，现阶段我国在社会发展的过程中对电力资源的市场需求也逐渐提高。对于发电厂来说，如何在保障自身发电运行安全的前提下满足越来越高的市场需求，是其需要重点研究和解决的问题。作为保障火力发电厂正常运行的重要机械设备，对汽轮机产生的故障原因以及检修方法进行分析，对促进火力发电厂的正常运行具有重要的作用。

一、火力发电厂汽轮机的振动故障

（一）油膜振荡

油膜振荡是火力发电厂汽轮机在实际应用过程中最常出现的一种振动故障问题，这种故障主要是由于在汽轮机的正常运行过程中，转子需要在油膜上进行高速旋转，如果转子在旋转的过程中缺少一定的稳定性，就会触碰到汽轮机的轴线，并造成平衡点的涡动，这种涡动就是导致油膜振荡故障产生的最直接原因[1]。而这种涡动现象会受到转子的转速以及轴颈的圆周速度的影响，对油膜振荡的故障问题产生最直接的影响。

（二）气流激振

判断火力发电厂的汽轮机是否发生气流激振故障，主要可以从汽轮机的运载负荷、振动频率、涡动现象以及叶片的运行状态进行判断。当汽轮机的实际运行负荷与额定的运行负荷存在一定差异时，轴振频率的大小会直接反映出是否发生气流激振;当强烈振动频率与高中压转子的转速存在差异时，也大多是由于气流激振导致的;汽轮机的正向涡动以及叶片受到气流的不均匀冲击也都是由气流激振引起的。

（三）重热现象

重热现象主要是由于汽轮机在运转的过程中因各种设备构件的摩擦生热而产生的故障[2]。当这种故障发生时，汽轮机在运行过程中产生的各项运行参数会受到一定程度的影响，这样不仅会导致汽轮机的实际应用效果产生一定的偏差，还会因燃料的不完全燃烧而造成增加能源消耗的情况，进而增加火力发电厂的运行成本。

（四）转子弯曲

转子弯曲也是火力发电厂汽轮机主要产生的振动故障之一，转子的弯曲具体包括两种情况，一种是转子的永久性弯曲，一种是转子的热弯曲。转子的永久性弯曲主要是指转子受到大于材料屈服极限的内应力影响而产生的塑性变形，而转子的热弯曲则主要是通过轴向振动表现出来的弯曲现象[3]。这两种转子弯曲现象都会在一定程度上造成火力发电厂汽轮机的振动故障。

二、火力发电厂汽轮机振动故障的检修方法

振动故障是火力发电厂汽轮机在实际运行过程中最为常见的一种故障，这种故障一旦发生就会对火力发电厂的正常生产运行产生较为严重的影响。望亭发电厂作为我国目前比较具有代表性的一种火力发电厂，在实际的运行过程中做好汽轮机振动故障的检修工作，对保证望亭发电厂的发电量和发电效率，提高该发电厂在电力市场中的经济发展实力具有重要的作用。在对火力发电厂汽轮机的振动故障进行檢修时，主要可以从以下几个方面来着手：

（一）解决油膜振荡问题

在对汽轮机在实际运行过程中产生的油膜振荡问题进行检查和维修时，最主要的就是要依据油膜振荡故障的发生原理来采取合适的检查和维修手段。从检查油膜振荡故障的方面来说，相关的工作人员不仅要定期对汽轮机的运行过程进行检查，还要更加注重容易发生油膜振荡故障的转子、轴承等是否发生涡动现象进行检查，保证汽轮机的转子在运行过程中始终保持平衡的状态。而从维修油膜振荡故障的方面来说，相关的工作中人员不仅可以通过适当增高轴瓦比压来保证转子的平稳运行，还可以通过调整轴颈与轴瓦之间接触角的角度以及轴瓦顶部间隙的方法来调整转子的平衡状态，进而减小油膜振动故障给汽轮机的正常运行造成的影响。

（二）解决气流激振问题

通过前面的分析可以得知，造成汽轮机气流激振故障的原因有很多，在对气流激振故障进行检查和维修时，首先要对容易导致气流激振故障位置的运行情况进行定期的检查，而在发生气流振荡故障之后，技术人员最主要的是要第一时间对发生气流激振故障的原因进行排查和分析。与其他的振动故障相比，气流激振的故障在实际的发生过程中会伴随着比较明显的汽轮机运行参数的变化，因而在对汽轮机的气流激振故障进行检修时，不仅要及时对发生气流激振故障的原因进行查找，还要做好相关运行参数的数据变化记录，以便能够及时对故障问题采取针对性的措施来进行维修。

（三）解决重热现象问题

重热现象从本质上来说主要是由于汽轮机的高速运转导致的，在对重热现象进行检修时，最主要的就是要明确汽轮机在实际运行过程中消耗的功率和电量。在现阶段我国火力发电厂的运行过程中，汽轮机往往是通过与其他机械设备组成的汽轮机组来实现工作的。汽轮机的转速是影响汽轮机热循环运行效率的最主要因素，在汽轮机组的运行过程中不仅要保证各种具体的机械设备的配置情况，还要在保证汽轮机的转速维持在合理范围的同时，将汽轮机中的焓参数的数值降到最小，这样才能够通过加强对汽轮机热循环的控制来减小重热现象对汽轮机正常运行造成的影响。

（四）解决转子弯曲问题

在对转子弯曲故障进行检修的过程中，最主要的就是要针对不同的弯曲形式来选择合适的检修方法。当转子发生永久性弯曲时，为了尽量减少因转子弯曲故障而造成发电厂的经济损失，最主要的就是要对转子进行直轴处理。而当转子发生热弯曲时，为了保证汽轮机的正常运行，需要及时更换全新的转子，防止转子在运行过程中持续出现热弯曲的现象而影响正常的电力生产过程。

（五）在检修过程中需要注意的问题

1.频谱分析诊断法

由于振动故障是汽轮机所有故障中最为常见也是对汽轮机的正常运行影响较大的故障问题。当汽轮机发生故障时，最主要的就是要采用一定的分析方法来判断发生的振动故障具体类型和原因。现阶段，包括望亭发电厂在内的我国大部分火力发电厂都主要是依据频谱分析诊断法来对汽轮机的振动故障进行分析的。这种诊断方法主要是依据汽轮机在发生振动故障过程中不同部位产生的振动频率的不同来呈现出一定的频谱，让相关的技术人员能够更直观了解到汽轮机在运行过程中存在的异常情况。

2.故障信号的处理

对于火力发电厂应用的汽轮机来说，其发生的振动故障大部分原因都是由于转子与转轴等在实际的应用过程中产生的转速异常、气流不均匀等情况导致的，因而在发生振动故障之前，汽轮机通常会出现一些代表着故障问题的信号。在对汽轮机的振动故障进行检修时，工作人员可以将这种信号提取出来，并根据一定的公式算法来实现对振动故障的原因判断，进而采取更有针对性的措施来维修故障。

结论：综上所述，汽轮机的正常运作对保障火力发电厂的运行安全具有重要的作用。现阶段，我国越来越重视对火力发电厂在运行过程中产生的汽轮机故障问题。在对汽轮机容易产生的故障问题以及检修方法进行分析之后可以得知，要想保证汽轮机能够在火力发电厂中正常发挥作用，不仅要加强对汽轮机运行情况的定期检查，还要对现有的发电技术以及运行系统进行进一步的优化调整。

参考文献：

[1]王胜利.火力发电厂汽轮机振动故障分析与检修[J].新型工业化，2021，11（01）：132-133+147.

[2]李宽宽.火力发电厂汽轮机油系统常见故障分析及防治措施[J].机电信息，2019（35）：112-113.

[3]郝建业.火力发电厂汽轮机的常见故障分析与检修[J].价值工程，2019，38（26）：78-79.