汽轮机组振动故障分析及处理刘凤公

汽轮机组振动故障分析及处理刘凤公

刘凤公

神华神东电力新疆准东五彩湾发电有限公司新疆昌吉831700

摘要：汽轮机是火电厂里关键的装置之一，能够严重的影响到火力厂的正常生产活动。所以说，对汽轮机的运行过程当中时常会有异常振动的问题发生，我们要明确其常见的原因并做出对应的处理方法。一旦有异常振动的故障出现，工作人员就必需立即查明原因，并及时地对其进行处理，进而确保汽轮机正常的运行以及火电厂可以安全的生产。本文主要对汽轮机组振动故障及处理进行了分析研究。

关键词：汽轮机组；振动故障；常见原因；检修措施

引言

汽轮机在运行过程中不可避免出现振动问题，故此，需要工作人员及时对故障问题进行分析。通过确定汽轮机异常振动的原因，制定相应的排除措施，确定汽轮机的故障检查步骤，对汽轮机的异常振动进行检修，可以降低汽轮机发生故障的几率，提高汽轮机的使用效果。

1汽轮机振动产生的危害

汽轮发电机组是电厂发电系统中重要部分，其异常振动影响着整个生产系统，严重时可造全厂停车，影响年度任务。（1）轴封磨损可导致密封作用破坏，使外漏汽增大蒸汽进入轴系中使润滑油内混入水分，破坏了油膜，并引起轴瓦乌金熔化。同时漏汽损失增大，影响机组的经济性。（2）隔板汽封磨损。隔板汽封磨损严重时，将使级间漏汽增大。增加转子上的轴向力，引起推力瓦乌金溶化。（3）滑销系统磨损。滑销系统一方面固定汽轮机气缸及轴承外壳：一方面在运行中受热或冷却时，保证机组可以自由膨胀或收缩。滑销严重磨损时，会影响机组的正常热膨胀，从而引起更严重的事故。（4）发电机励磁机部件松动、损坏。从以上几点可以看出，异常振动直接威胁着机组的安全运行。汽轮发电机组的振动是一个比较复杂的问题，造成振动的原因很多，但是，只要认清产生异常振动的原因，找出异常振动的表现形式，总结经验加以分析，就能有效地解决异常振动的问题。

2汽轮机的异常振动常见的原因剖析

其实汽轮机组的异常振动，他的造成原因有很多个方面，在机组中和机体任何一个相关的媒介或者是设备都会可能变成造成汽轮机组的振动因素，就像以下几种情况：气流激振、油膜的振动、汽轮机的调速系统发生故障以及转子热的变形等。而发生这些情况的常见原因有以下几个：

2.1油膜的振荡而引发异常的振动

在发电机组启动升速的过程当中经常会出现汽轮机油膜的振荡这样的情况，而这个时候汽轮机油膜的振荡是因于轴承油膜之上发电机的转子发生高速度旋转的时候，会有强烈载荷的作用到其表面，而导致最初始的稳定性遭到破坏二使得振动现象的产生。在发电机的转子稳定运行在轴承油膜之上时，他的转轴是围绕轴线旋转的，其稳定性只要遭受到一定的影响，其旋转线速度就将会得到相应的增加，轴承与转子间由于摩擦而引起的损耗对应的也将会增大，还会使得此时轴系临界的转速降低，最终使油膜压力持续的提升，进而引起汽轮机油膜的振荡，最后直接导致汽轮机组工作的稳定性收到影响。

2.2汽流的激振所引发异常的振动

对大型的机组来说，因为其末级比较的长，所以气体于叶片膨胀的末端会发生流道紊乱的现象，而且还有出现汽流激振状况的可能；在对汽轮机组进行检查，看其产生的异常振动所属的类型是不是属于汽流激振时，我们能够依照两个方面的方法来对其进行判断，第一种就是机组会有大量值低频的分量出现；第二就是运行的参数可以明显的对振动增大的幅度造成影响，而且该种增加会是突发的，就像是负荷现象等，因此汽轮机在运行的时候需要尽可能的在额定的参数之下来进行，从而免于长时间的处在低温低压的区域运行，还有就是其负荷不应该波动过大，再其升降负荷的时候需要将升负的荷率把控号。

2.3转子热变形导致不正常的振动现象

在汽轮机产生的不正常振动原因中，转子热变形也是十分重要的一个因素，因为当振动幅度增大时，由于转子温度和蒸汽的参数之间有着十分重要的关联，并且在冷态机器符合标准之后，机器会出现不正常的振动现象，这种状况就是转子热变形使得汽轮机产生了异常的振动。除此之外，摩擦也是能够产生涡动、抖动的状况。这些是因为转子热的弯曲将会使其出现新不平衡的力，即使振动信号的主频为工频，但是由于有一定程度的非线性原因和冲击，使得依然会有一部分分频和高频发生的可能，当相互之间的摩擦比较严重时，相位和幅值则不再变化，趋于稳定，使得其振幅就快速上升。

2.4汽轮机的调速系统导致异常的振动

汽轮机组的调速气门当其运行的过程之中经常会发生摆动情况，这种情况会导致汽轮机的轴瓦振动频率增加，从而对机组的运转产生极大的影响。这种状况主要为当开机时的转子速度不稳定，可能会出现20r/min的误差，而当机组在正常运转时，由主泵口出来的油压发生快速的下降，再反弹到原来的数字；如果使用较高转速的气门时，会发生较大幅度的振动，特别是在阀门的位置，振动现象最为明显，而最严重的时候会使得轴瓦的破损。

2.5由于汽轮机凝汽器真空较低产生的问题

汽轮机的工作原理是根据排气口的真空状态而形成的凝气状态，如果凝汽器的真空状态下降，那么汽轮机的转动也会受到一定的影响，而较高温度还会对其产生较大的影响，使得真空程度降低，主要因素就是凝汽器其真空的气密性变差与结垢等现象。

3排除汽轮机异常振动的方法

3.1排除汽轮机的汽流激振现象

在排除汽轮机汽流激振现象时，应当结合汽轮机汽流振动的特征，通过对汽流激振现象进行跟踪、分析，制定适宜的解决方法，从而排除汽轮机汽流激振现象。分析汽轮机汽流激振现象时，要分析汽轮机的振动数据，通过对大量数据进行分析，制作相应的振动曲线图，观察汽轮机在运行过程中的振动变化，确定汽轮机出现汽流激振现象的原因，采用针对性措施避免汽轮机发生汽流激振现象。当汽轮机出现汽流激振现象时，需要确定汽轮机在汽流激振情况下的运行状态，通过降低汽轮机的负荷变化，避开汽流激振的负荷范围，可以最大程度改变汽轮机汽流激振现象的发生，排除汽轮机汽流激振造成的异常振动问题。

3.2排除汽轮机的转子热变形问题

排除汽轮机转子热变形造成的异常振动问题时，应当根据转子热变形的成因制定解决方案，通过准确的排除方法避免转子热变形。当汽轮机在运行过程中处于冷态负荷阶段，转子的温度会逐渐提高，释放的内应力会造成转子出现热变形问题，增大汽轮机的振动倍频，造成汽轮机转子端部的线圈出现严重变形，从而出现汽轮机异常振动问题，影响汽轮机的正常工作。故此，根据汽轮机转子热变形的实际情况，应当加强汽轮机的滑移层工艺，将滑移材料置于转子表面，确保转子表面能够被聚四氯乙烯整体覆盖，从而尽可能确保汽轮机能够进行自由伸缩，避免线匝出现热膨胀问题。在解决汽轮机异常振动问题时，还可以根据转子热变形的情况，直接更换新的转子，降低汽轮机的振动幅度，从而解决汽轮机由于转子热变形造成的异常振动问题。

3.3排除汽轮机摩擦振动故障

在排除汽轮机摩擦振动故障时，应当正确认识汽轮机由于摩擦造成的振动情况，尽量减少由于摩擦造成的汽轮机异常振动。在汽轮机开机启动时，汽轮机如若出现摩擦造成的异常振动问题，不可以强行加快汽轮机的运行速度，如强行加速则极易造成汽轮机大轴出现永久性弯曲问题。当汽轮机在临界点出现转速过低时，应当立即停止汽轮机运行，等汽轮机转速运行正常时再启动运行。汽轮机的转速高于临界点时，则应控制转速的运行时间，通过延长汽轮机的转速运行，可以磨合汽轮机的间隙，提升汽轮机的运行速度。如若汽轮机的摩擦问题发生在负荷运行阶段，应当随时掌握汽轮机的振动变化，当汽轮机的振动在正常变化范围内时，可以观察汽轮机的运行情况；如汽轮机的振动幅度不断增多，应当降低汽轮机的运行负荷，或停止汽轮机的运行，避免汽轮机由于摩擦出现振动故障。

4汽轮机异常振动的故障检修措施

4.1汽轮机异常振动第一次检修

在进行汽轮机异常振动检修工作时，应当根据汽轮机的运行情况进行反复检修，确保汽轮机能够进行正常工作。汽轮机异常振动的第一次检修，应当分析汽轮机的运行情况，通过对汽轮机的各个部件进行检查维修，应当确保汽轮机的各个参数能够运行正常。对汽轮机进行故障检修时，要根据汽轮机的故障问题，确定故障的原因，采取适宜的方法解决汽轮机异常振动问题。汽轮机异常振动的第一次检修，是汽轮机故障检修的基础，通过对汽轮机进行整体检查，可以修复汽轮机的运行问题，最大程度减轻汽轮机的异常振动情况，从而提高汽轮机的运行效率。

4.2汽轮机异常振动第二次检修

汽轮机在运行过程中出现故障问题时，可以通过多次检修提高汽轮机的运行质量。在进行汽轮机异常振动第二次检修工作时，可以对汽轮机的重点问题进行维修，通过对汽轮机内部进行检修排查，可以调整汽轮机的内部运行情况，避免汽轮机由于内部运行问题出现异常振动现象。同时，汽轮机要调整各个零部件的间隙，减少汽轮机零部件的摩擦情况，避免汽轮机由于摩擦问题造成异常振动。通过对汽轮机的异常振动进行第二次检修，可以深入分析汽轮机的运行状况，及时修复汽轮机存在的故障问题，避免汽轮机由于故障问题反复出现异常振动。

结束语

当汽轮机存在振动故障时，一般是由轴承摩擦故障和转子故障引起的。同时，每一种振动故障的形成原因、维修措施都不一样。要求技术人员做好数据收集工作，科学进行分析与处理，有利于及时诊断故障类型，可为后续的维修工作提供便利，以保障汽轮机安全、稳定的运行。

参考文献：

[1]卢旭东.火电厂的汽轮机其异常振动的故障排查方法分析[J].科技创新导报，2012（12）：74~75.

[2]王玉平.汽轮机的异常振动治理与分析[J].科学之友，2011（4）：19~20.

[3]袁东辉，郭洋.火电厂的汽轮机其异常振动问题排除需注意问题[J].科技致富向导，2011（35）：365.

[4]曹杰，陈超.汽轮机振动大原因分析及处理[J].科技展望，2016，26（28）：59.

[5]刘万合.论汽轮机异常振动的分析与排除[J].赤子（中旬），2014，（14）：176-177.