电厂汽轮机常见振动故障形态研究

电厂汽轮机常见振动故障形态研究

岳源洲周则星

（海南核电有限公司海南昌江）

摘要：随着我国电力产业经济建设的稳定发展，电厂汽轮机的重要性逐渐体现出来，为了保障人民群众供电的安全性与稳定性，维持电厂汽轮机的正常运行是非常关键的。电厂汽轮机的故障不仅会影响供电的持续性，还会影响电厂发展的经济效益与社会效益。本文将简单介绍电厂汽轮机的工作原理，了解电厂汽轮机常见振动故障形态以及故障诊断体系，深入探讨电厂汽轮机常见振动故障的处理方法。

关键词：电厂；汽轮机；振动故障；形态研究

前言：近几年来，我国工业产业的经济建设的发展蒸蒸日上，对于机械设备的应用也越来越普遍，因此，机械设备的维护与保养问题就显得十分重要了。对于电力企业来说，最重要的就是汽轮机的维护与保养。振动故障是电厂汽轮机运行过程中常见的问题之一，为了保障人民群众供电的安全性与持续性，就要提高电厂汽轮机常见振动故障的维修技术，对电厂汽轮机常见振动故障形态进行更深层次的研究。

一、电厂汽轮机的工作原理

电厂汽轮机的工作原理是将蒸汽热能转化为机械能，而这一转化过程十分的复杂，需要各种机械设备的配合使用。电厂汽轮机的运行主要依赖两种机械设备，第一种叫做汽轮机盘车装置。汽轮机盘车装置主要是通过电机带动链条来转动齿轮，从而产生大量的动力。一般情况下，汽轮盘车装置分为两种模式，一种模式是自动投入，另一种模式是手动投入。自动投入模式是通过助油泵产生的油压来启动信号，当汽轮盘车装置收到信号之后会自动通过电机带动链条来转动齿轮，从而产生大量的动力；而手动投入模式相比自动投入模式要简单的多，其原理都是相同的，只是在汽轮盘车装置接受信号之后，要手动旋转杠杆带动齿轮转动，从而产生大量的动力[1]。

第二种叫做蒸汽机。蒸汽机能够实现各种能量之间的相互转化，为我们的日常生活提供了很多便利，像是提供风能、热能等。蒸汽机的构成零件非常复杂，各种各样的零件通过轴承连接在一起。总体来说，电厂汽轮机的运行原理就是利用物体在不同作用力下做功。至于是冲动力还是反作用力都没有什么太大的影响，到最后都是为了维持汽轮机正常运行而做功。

二、电厂汽轮机常见振动故障形态的研究

（一）电厂汽轮机常见振动故障诊断体系结构的设计

一般情况下，电厂汽轮机常见振动故障的诊断主要分信号的采集、信号的特征、故障的分析三个方面进行，具体的分析流程见图2-1所示，下面笔者将针对这三个方面进行简明扼要的分析：

图2-1电厂汽轮机常见振动故障诊断流程

1.信号的采集

在进行汽轮机常见振动故障诊断的时候，首先要进行信号的采集，也就是说，要在汽轮机上选择合适的部分，通过传感器获取机进行振动信号的采集，通过对采集到的信号进行数据转化与分析，了解汽轮机的运行状态，及时发现汽轮机在运行过程中存在的问题。根据笔者的调查，80%的电厂汽轮机常见振动故障都能够通过振动信号表现出来。

2.信号的特征

在发现了存在故障的振动信号之后，就要了解汽轮机发生故障的原因，所以，必须要对故障信号进行深层次的分析与研究，了解故障信号所映射出的特征。一般来说，不同的振动故障都会以不同的振动信号特征反应出来，因此，通过科学的技术手段对故障信号的特征进行分析，就能了解汽轮机在哪一方面出现了问题，为后续的维修工作的顺利进行提供了保障。

3.故障的分析

在故障信号的采集、故障信号的特征等信息都分析结束之后，就要开始了解产生故障的原因了。把处于故障运行状态下的汽轮机与正常运行状态下的汽轮机做对比，综合上述信息，就能准确的找到发生故障的位置以及产生故障的原因。由于汽轮机能否顺利运行关系着电厂的经济建设的发展，所以，对汽轮机故障的分析必须要谨慎进行，产生故障的原因、故障的严重程度都要进行详细的记载，根据故障分析进行预测，及时发现汽轮机运行过程中的潜在危险，并且能够在第一时间制定出解决方案[2]。

（二）电厂汽轮机常见振动故障形态的分析

1.汽流激振

汽流激振的故障在小型汽轮机中比较常见，引发汽流激振问题的原因有很多，在这里笔者介绍一种最常见的原因。由于外来气体直接冲击了汽轮机内部的叶片，所以，汽轮机内部的气压十分的不稳定，汽流在汽轮机内部进行激烈的振动。大型汽轮机由于自身性质的原因，对于汽轮机内部激烈的气流振动的抵抗能力比较强，但是小型汽轮机则做不到这一点，所以，小型汽轮机受到汽流激振的影响比较明显。

2.转子热转弯

众所周知，电厂汽轮机在热态的时候所产生的振动非常大，而造成这种现象的主要原因是由于转子受热不均匀，发生了“热转弯”的现象。造成“热转弯”现象的因素有很多，像是转子自身材质因素、轴承之间的温差大因素、轴间空隙比较大等。

3.摩擦振动

摩擦在我们的日常生活中无处不在，在电厂汽轮机中也是一样。当电厂汽轮机运行的时候，转子之间会产生摩擦，而由于这种不规律的摩擦会导致转子的温度不均匀，从而导致摩擦振动的现象发生[3]。

三、电厂汽轮机常见振动故障的处理方法

相信通过笔者的介绍大家已经了解了造成电厂汽轮机常见振动故障的各种原因，在了解振动故障产生原因的同时也是在告诉我们，要想推动我国电力产业的发展，科学合理的解决电厂汽轮机的振动故障是非常必要的。首先，维修人员要充分掌握电厂汽轮机的构造，尤其是对汽轮机每一个零部件的掌握，记录汽轮机在各个时段的振动数据，只有这样才能在第一时间发现汽轮机在运行的过程中哪里出现的故障；其次，降低汽轮机的负荷变化率，这样就能够有效降低产生汽流激振的概率[4]；

第三，及时更换汽轮机的转子，电厂汽轮机之所以会产生振动故障，有很大一部门原因是由于转子更换不及时造成的；最后，要定期进行电厂汽轮机零部件的维护与保养，并且对零部件的维修数据进行详细记录，通过对维修数据的分析，找出汽轮机零部件出现振动故障的规律，从而在出现振动故障之前进行预防，为人民群众供电的安全性与持续性提供了保障[5]。总而言之，在汽轮机运行的时候难免会出现各种振动故障，只要我们能够对找到造成振动故障的原因，并进行合理的分析，就能及时的进行振动故障的预防与排除。

结论：综上分析可知，电厂汽轮机在我国供电企业的发展中是非常重要的，其本身也是一个十分复杂的体系。随着人民群众对供电的安全性与持续性的要求越来越高，电厂汽轮机所面临挑战也越来越多，所以，为了满足用户的要求，推动电厂经济建设的发展，就必须要解决电厂汽轮机常见振动故障问题，加强对于电厂汽轮机常见振动故障形态的研究，对于汽轮机的保养效果以及维修速率方面都有很大的提升。

参考文献：

[1]阎新志,赵长宇,李治国.电厂汽轮机常见振动故障形态论析[J].科技资讯,2012,03:103.

[2]鄢波.基于小波包与符号分析方法的汽轮机转子故障诊断研究[D].华南理工大学,2011.

[3]余熳烨.基于Matlab的某电厂汽轮机振动故障诊断系统的研究[D].华南理工大学,2011.

[4]董晓峰.基于RCM分析的智能化汽轮机组故障诊断系统研究[D].华北电力大学,2012.

[5]张宇.汽轮机启动过程中的振动故障以及处理措施分析[J].科技创新与应用,2015,25:128.