火电厂汽轮机异常振动的原因及改善措施探讨

韩庆海

（山东南山铝业股份有限公司，山东烟台 265713）

0 引言

方家山可以为我国居民的日常生产生活提供更多的电力能源，在其建设过程中，汽轮机设备是管理重点。为提高区域内的供电水平，在汽轮机的使用过程中需要对其进行定期的检查和维护，发现和解决设备运行状态下的各种问题，并分析和探讨导致故障的原因，从而制定科学有效的预防措施，降低故障的发生概率。火电厂的管理人员需要全面监测汽轮机设备，从多个方面彻底排查故障原因，并根据设备的实际运行情况对故障进行有效处理[1]。

1 火电厂汽轮机异常振动的原因及现象

1.1 摩擦振动故障

在运行过程中汽轮机会发生摩擦振动现象，通常这种现象对设备自身影响不大，但是会转子产生影响。因为在摩擦振动过程中，由于受热不够均匀转子会出现热弯曲的情况，这样就容易失去原有的转动平衡，进而影响汽轮机设备的正常运行，甚至会引发异常振动故障[2]。

1.2 转子剧烈振动故障

在运行过程中，转子自身的转速会对设备的运行状态产生一定影响。如果设备的运行功率较大且转子的转动速度不断加快，就会导致设备出现振动加剧等问题，对设备造成损害。为避免因转子转动故障引发油膜的振荡，就必须保证转子始终围绕轴线进行运动，确保转子运行时重心更加平稳[3]。

1.3 气流激振故障

设备运行期间机组的负荷会不断增加，超出标准数值时轴振动会迅速增加，低于标准数值时振动会减小。振动的频率与转子的临界转速联系性较强，产生的气流激振属于正向的涡动，一般产生于高压转子区域，也有可能出现在再热的中压转子区域。

形成气流激振的主要原因是设备在运行状态下气道内部的气流不够均匀，导致叶片的受力存在异常。一些大型机组在运行时，气流膨胀的区域位于叶片的末端。另外，在运行时如果气流路径出现异常就会引发气流激振故障，在处理轴封时如果严密性能不足也会导致气流激振故障的发生[4]。

1.4 转子受热弯曲变形故障

汽轮机设备的转子在受热时会出现弯曲和变形等现象，也会导致设备出现异常振动问题。转子的受热弯曲和变形受各种因素的影响，例如，如果转子运行时自身的散热性能存在问题，各个组件的热量比较高，会引发变形问题。设备在运行期间，水汽和冷空气会进入到气缸区域，在摩擦的情况下会产生大量的热，这会导致转子出现变形。一旦转子出现弯曲和变形现象，就会对机组的运转产生影响，引发异常振动故障。维修人员很难及时发现和解决这些问题，这就会影响设备的正常运行，甚至还会损坏设备。

受热之后转子的轴弹力会发生改变，转子的运行失衡、离心相位也会发生改变：如果轴弹力和离心力能够相互抵消，转子的运动幅度会减小，不会对设备造成破坏；如果两种作用力无法抵消甚至出现叠加的情况，则转子会出现大幅度的振动，设备在运行时就会存在比较严重的噪声问题[5]。

1.5 异常振动现象

对火电厂的设备进行调试时，需要引进更加先进的技术和设备，保证最终调试结果的准确性。调试工作完成之后，设备可以进入正常运行状态。一旦设备出现异常，设备能够发出警示信息，避免设备遭受严重的损坏。但是因为火电厂的生产环境比较复杂，设备在运行时会受到区域内各种因素的影响，需要选派专业的人员对设备进行全方位监测，一旦发现设备出现异常情况就要对其进行处理。监测人员要具备故障排查的经验，可以根据设备的运行声音判断设备是否存在故障。

对设备进行检查时，维修人员要检测设备的运行状态，对异常情况进行排查和分析，查看设备是否存在薄弱区域，并对其进行妥善的处理。对设备进行状态维修时，要尽可能缩短工作时间，降低维修成本[6]。

2 火电厂汽轮机异常振动问题的改善措施

2.1 摩擦振动故障

汽轮机设备在运行时，难免会出现摩擦问题，这是因为各个构件在运行情况下会出现接触和摩擦，无法对其进行彻底消除。如果摩擦现象比较严重，就会导致设备出现异常振动故障。因此要对设备内部各个部件进行全面检查，查看是否存在静摩擦和动摩擦等现象。如果摩擦时运行噪声比较大，需要对设备进行检修。在对因为摩擦产生故障的设备进行检修和更换时，要保证摩擦现象不会对其他元件造成干扰。

2.2 转子剧烈振动故障

在对这一故障进行处理时，需要增加轴瓦的比压，还要减小油膜的振荡。维修人员可以对轴瓦的轴承合金宽度进行适当调整，并且缩小轴瓦顶部的孔隙，从而降低故障的发生概率。在对轴瓦和轴颈的接触角度进行调整时，尽量减小接触角，可以选择动力黏度比较小的润滑油将其添加到机组中，提高机组的运行效率，降低振动的影响。在改善转子平衡问题时，要尽量将转子中的不平衡作用力降到最低，以确保转子稳定的运行状态。

2.3 气流激振故障

运行状态下，设备一旦出现气流激振故障就会对各个元件的运行产生不良影响。排查这一故障时，需要根据设备运行数据绘制曲线图，对故障的发生情况进行全面分析。解决故障时，需要调整负荷速率和给水量，并全面采集调整时产生的数据信息、描绘设备的运行曲线。不同的调整形式会产生不同的激振效果，因此要对记录数据进行对比、查看能否抵消气流激振故障，从而选择最佳的调整方式，避免故障干扰汽轮机组的运行。处理激振问题时，为避免故障发生时带来的负荷范围，确保设备保持正常的运行状态，应尽可能地降低负荷率。

2.4 转子受热弯曲变形故障

（1）安装设备时，应选择更加专业的人员严格按照设计要求进行，以提高安装作业的质量。维修人员可以利用钢丝对钢线进行校准，提高安装的精确性。

（2）在纵向的中轴线前后区域，可以设置预埋的位置。还要做好螺丝的调整工作，可以设置钢丝架对其进行妥善处理。

（3）使用钢皮尺工具时，可以全面测量洼窝两侧的长度、使两侧的长度相等，并开展复测工作。

（4）要选用水平仪器进行横向的找平，可以在洼窝面上放置水平仪器，在竖向区域对其进行合理调整，确保轴承座的水平符合安装的要求。

（5）对机组进行排查时，发现机组存在故障时要对其进行及时调整。需要注意的是，只有在所有的设备都被校准之后，才能开展安装工作。

（6）设备安装之后，要保证轴承能够保持横向和纵向的稳定，避免设备在运行时由于 转子受力不均而出现异常的摩擦。

（7）还要解决转子的热弯曲现象，只有这样才不会对设备的运行产生较大影响，才能确保发电工作的稳定。如果转子异常现象比较严重，则需要及时更换转子，以彻底排除故障。

3 结语

综上所述，火电厂的汽轮机设备在运行过程中，经常会出现异常振动故障。在对其进行处理时，维修人员需要选用正确的诊断方法，对故障现象进行科学判断，还要对设备内部结构进行改良。一旦汽轮机在运行时出现了这类故障，维修人员需要对异常振动的本质进行迅速判断，并且制定针对性的维修措施。管理人员还要根据这项设备的运行特点，制定科学合理的检修制度，降低这类故障的发生概率，提高火电厂汽轮机设备的运行质量和效率，创造更多的综合效益。