火电厂汽轮机异常振动原因及解决对策分析白煜春

火电厂汽轮机异常振动原因及解决对策分析白煜春

白煜春

山西漳山发电有限责任公司山西长治046021

摘要：火电厂是为我们日常生活、工作和学习提供电能的重要场所，在平时的运行过程中，火电厂的汽轮机是维持火电厂正常运转的重要设备。而在火电厂运行过程中，由于运行时间过长，或者是工作人员操作不当等原因，汽轮机异常振动的现象经常会出现，为了解决好这些问题，维护火电厂的正常运转，保证供电。本文，将以笔者所在的火电厂为例，对火电厂汽轮机异常振动的原因进行分析，并寻求相应的解决对策，以求更好的运营火电厂，解决居民的用电问题。

关键词：火电厂；汽轮机异常振动；对策

我国电力产业发展最迅速的就是火力发电，火力发电是人们生活用电的最重要来源，是我国主要的供电来源，所以，火电厂的维修需要对火电厂的发电设备进行定期检测和维修。汽轮机的检测和维修是确保发电机正常运营非常重要的步骤。火电厂汽轮机在正常的运营过程中受到很多因素的影响，特别是汽轮机异常振动，对于汽轮机的安全运营有着非常重要的影响。如果汽轮机出现异常振动预示着发电机在运转的过程中存在着安全隐患．预示着发电机存在着故障，需要进行修置。

一、研究汽轮机的异常振动原因的重要性及判断的方法

1．研究汽轮机的异常振动原因的重要性

火电厂中最重要的部分是发电机组，发电机组最重要的部分是汽轮机组。因此，汽轮机组的运行时间相对比较长，就会造成很多重要部件出现故障，这些故障很可能影响发动机组无法正常运行。在汽轮机组的众多故障中，汽轮机异常振动是相对比较复杂的一个问题。引起汽轮机组异常振动的原因有很多，只要和机体中任何一个设备有关系的零件都有可能引起汽轮机组振动出现异常，比如：进汽参数、油质的差异以及油温的控制等等。因此，只有分析清楚汽轮机出现异常振动的原因，才能够有效地解决汽轮机异常振动。

2．汽轮机异常振动故障的判断方法

汽轮机是火电厂中最重要的机械设施，导致汽轮机出现异常振动的原因有很多，同时汽轮机异常振动出现的表现也分为很多种，最常见的故障是瓦盖震动或者转轴出现异常变化，这些问题都可以造成异常振动故障。一旦出现汽轮机异常故障，为了能够准确的判断异常振动故障原因的位置，可以采用异常振动的频率、振动稳定性、振动相位变化、相邻轴承相位等方面作为异常振动故障判断与查找的第一切入点。判断汽轮机异常振动稳定性可以通过判断汽轮机的转速、电磁电流、温度和时间等变化来进行判断，从而判断汽轮机异常振动故障的原因。汽轮机振动相位变化指的是振动相位是否存在变化，同时相邻轴承相位关系指的是相距轴承相位是相同的还是相反的现象。除了硬件设备可能出现故障，汽轮机也可能因为设计缺陷导致异常振动故障问题。在实际的工作中，如果因为设计缺陷又无法更换汽轮机的现象，工作人员要对其机组故障点有一个全方位的了解。一旦汽轮机出现异常振动，工作人员要及时对隐患点进行排查，判断出是否与异常振动故障有关。如果检查出与设计缺陷隐患故障有关，要及时对其维修；如果检测结果和设计缺陷隐患故障无关，要进行重新排查。

二、火电厂汽轮机出现异常振动的原因

1．转子热弯曲

机组转子热弯曲出现的原因有很多种，最常见的就是转子由于自身热度引发的应力、在运行中气缸存在着进水现象、气缸中进入了冷空气和气缸之间动静摩擦、中心孔进油、发电机转子冷却存在着差异，这些原因都有可能造成转子出现热变形。转子的弯曲变化非常容易造成转轮机组振动异常。转子的热弯曲可能是临时性的产生危害，也有可能是永久性的产生危害，这两种可能性造成的危害有所不同，但是他们都是由于同转子质量偏心有关，因此，会引发与质量偏心类似的旋转矢量激振力。周弯曲能够使两端产生锥形运动，使轴向产生巨大的工频振动。在转轴发生弯曲的过程中，由于弯曲导致的弹力和转子不平衡产生的离心香味不同，这两者间相互作用，抵消彼此的作用力，在某个转速情况下，转轴的振动幅度会减小，形成了“凹谷”的相撞，这一点与转子不平衡导致的动力特征存在着很大的不同。当不平衡值比弯曲作用力的值大，振幅的减少量在临界转速之下；当不平衡值比弯曲作用力的值小，振幅的减少量在临界转速之上。

2．气流激振

大型汽轮机组出现异常振动的原因可能是由于气流激振，气流激振有以下几个方面的特点：第一方面是汽轮机组所承载的负荷超过了某个特定的值，机组的轴就会出现剧烈的振动；第二方面是强烈振动产生的频率与在高压状态下转子的临界转速一致；第三方面是发生气流激振的位置一般在高压转子段。对于大型汽轮机组来说，末级时间过长，气体可能在叶片末端产生紊乱，也可能产生气流激振的现象；叶片受到不均匀气流的冲击产生了气流激振的现象。

3．油膜震荡

汽轮发电机的转子在油膜高速运转的情况下，失去了稳定性，它的旋转不仅需要围绕轴线运行，还需要围绕着平衡点进行涡动，这就很有可能导致油膜自发的激震荡。半速涡动指的是轴线的涡动频率在转子转速一半的时候，一旦半速涡动的速度和转子临界的速度相一致，半速涡动就有可能产生共振的现象，进而产生剧烈的振动。

4．摩擦振动

摩擦振动的最主要特点是有两个方面，第一方面是由于转子热弯曲产生了新的作用力，使其各种力之间的平衡被打破，这时，振动信号的主频率仍然是工作频率，但受到了一些冲击和非线性因数的影响，有可能会使频率之间发生不同，甚至波形出现“削顶”的现象；第二方面是在发生摩擦振动的时候，振动的幅度和相位之间都会存在着波动，而且波动持续的时间可能会相对比较长。重摩擦产生的温度高于轻摩擦的温度，这就可能导致转子截面的温度会出现不均匀的现象，对局部位置进行加热会造成转子热弯曲的现象，从而产生一个新的不平衡力施加到转子上从而产生振动。

三、火电厂汽轮机出现异常振动的解决措施

1．转子热弯曲故障的解决措施

针对转子热弯曲这一故障的解决措施是及时的更换新的转子，从而降低汽轮机组的异常振动，没有强烈的振动，不会出现相应强度的作用力，更加不会出现汽轮机异常振动的现象。

2气流激振故障的解决措施

针对汽轮机组气流振动的特征，解决这一问题的措施是通过跟踪、分析近一年中每个机组的振动数据和机组满负荷的时候数据情况，将其做成曲线图，观察曲线图的相关变化。也可以说，在不同情况下，确定机组产生气流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生气流激振的负荷范围的方式避免气流激振现象。

3．油膜震荡故障的解决措施

在汽轮机组出现油膜震荡时，可以通过采用以下几个方法进行解决。第一个方法是增加轴瓦比压；第二个方法是减少轴瓦顶部间隙和增大上轴瓦的轴承合金的宽度；第三个方法是减少轴颈与轴瓦之间的接触角度，将其减少到一定范围内；第四个方法是降低润滑油的动力粘度；第五个方法是用平衡力之间关系将转子原有不平衡分量降低到最小值。

4．摩擦振动故障的解决措施

需要注重平时汽轮机组的维修工作，同时时刻留意机组的各个零件之间是否存在着摩擦声音，如果出现异样的声音，需要及时维修或者更换相应的零件，避免相邻的零件之间摩擦产生振动使得汽轮机组出现故障。

综上所述，火电厂汽轮机出现异常振动是无法避免的故障，也是经常出现的故障，因此，要做好汽轮机组的维护工作，将损失降到最低。目前，我国的火力发电企业相对比较多，都担任着所在地区的发电任务，汽轮机是发电厂重要的发电设备，它的安全运行关系着企业的正常运行。因此，汽轮机的维修人员要对汽轮机故障有着全面的了解，才能够及时的维修，确保汽轮机组的正常运行，使火电厂得到正常的运转，给当地人提供高质量的电力供应。

参考文献

[1]赵阳.论电厂汽轮机中辅机的优化方式及改进措施[J].建材与装饰.2017(19)

[2]曹中华,卢秀珍.电厂汽轮机节能降耗的主要措施分析[J].硅谷.2014(01)

[3]张全文.电厂汽轮机组振动问题分析与解决对策[J].门窗.2013(12)