火电厂汽轮机运行异常振动原因分析与处理措施研究

火电厂汽轮机运行异常振动原因分析与处理措施研究

王艺潮

陕西能源电力运营有限公司 陕西省榆林市 719400

摘要：电厂设备众多，而设备的检修与维护又十分关键。为了保证电能的稳定供应，需要确保发电厂中的相关设备均能正常、稳定运行。特别是汽轮机设备，由于工作中的多方面因素影响，汽轮机往往伴有很多故障类型，若这些故障一旦发生，就会带来严重影响，轻者降低了汽轮机运行效率，重者甚至直接导致汽轮机停止运转，给整个电力供应的稳定性带来不利影响。因此，了解汽轮机结构和工作原理，熟悉汽轮机常见故障，并且在检修工作中掌握关键，有助于确保发电厂汽轮机的平稳运行。

关键词：火电厂；汽轮发电机；故障；对策

引言

汽轮发电机主要是借助蒸汽这一动力而运行的，在火力发电领域具有非常高的应用价值和应用前景。在我国经济水平不断提高和科学技术不断发展下，火力发电厂更是加大了对汽轮发电机的应用力度。因此，加强对汽轮发电机故障的及时维修，保证其运行的正常性、安全性和稳定性，在确保电力系统的整个运行性能方面发挥出重要作用。因此，如何科学解决汽轮发电机的故障问题是火力发电厂必须思考和解决的问题。

1汽轮机振动异常监测概述

火电厂中的设备在调试完成后就可以进入正常工作状态，一旦出现异常问题就会提前发出预警，避免设备发生故障或损坏。由于火电厂的生产环境复杂，可能导致设备发生故障的因素众多，因此，需要在生产过程中进行定期监测。工作人员应该具备一定发现机器问题的经验，比如根据汽轮机的振动声音评判机器是否存在故障问题，通过多次检修后总结的经验，能够及时发现问题并对处理问题提供帮助。检修人员在对汽轮机进行检查时，应检测汽轮机当前工作状态是否与正常工作状态存在差异，对出现的异常情况进行排查和分析，检查机器存在的薄弱环节，最后做出最合理的处理。对汽轮机运行状态的检修，能够降低机器发生故障的概率，也降低了故障维修成本，使汽轮机的使用寿命大大延长。

2分析火电厂汽轮机出现异常振动的原因

2.1动静碰磨

轴承轴振曾因为低频分量的增大而明显增大外，其他几次停机前振动急剧上升（非突变）的频谱特征类似，均是以工频为主，振动值上升时其振动相位同时发生变化。该现象是由汽轮机动静碰磨导致的热弯曲引起。该机组经历改造后启动，在初始运行中经历了冷态向热态的变化，动静结构的间隙产生变化，如果间隙消失，就会发生动静碰磨现象。当发生动静碰磨时，转子摩擦的部位会发热，从而导致转子出现热弯曲，弯曲转子会继续与静止部件碰磨，如此循环使转子的热弯曲更加严重从而产生较大的振动。碰磨发生的位置一般在动静间隙较小的汽封、轴封、油挡等位置。

2.2低—发轴承的坐标高产生偏差

汽轮机机组是在冷态下进行，并且根据轴承的坐标变化进行综合考虑。通过预留偏差量这种方法对热态下的汽轮机进行补偿，使机组运行状态下为各轴线连成一条平滑且连续的曲线，并且保证轴承承受的荷载均匀分布。轴承的坐标高度变化会引起轴瓦的荷载分配，导致转子振型曲线产生变化，从而引起转变因子的动态响应，从而破坏轴系平衡的状态。汽轮机低压转子轴承是安装在排气缸上面的，轴承的坐标高受到凝气器的影响变化较大，然而发电机的轴承是端盖式的，相对来说标高的变化相对较小。因此，低压转子和发电机转子在周连期中热态下容易发生偏差。汽轮机考虑了发电机充氢、抽真空、循环水等情况的影响。在实际检修中应当根据汽轮机组的状态进行修正。

2.3汽轮发电机油系统故障

汽轮发电机内部构造非常复杂，因此在进行组装时，需要考虑多个方面的注意事项，特别是外部因素对汽轮发电机的组装容易产生不良的影响，一旦相关人员组装操作不规范，杂质进入到汽轮发电机内部的油系统中，汽轮发电机在运行的过程中，杂质会对轴颈产生很大的摩擦作用，导致轴颈出现磨损问题，随着运行时间不断推移，轴颈的磨损程度会越来越严重，进而导致汽轮发电机内部的阀门出现卡死问题，造成汽轮发电机无法可靠、安全运行。

3火电厂汽轮机常见异常振动的处理措施

3.1因摩擦振动产生故障采取的处理措施

汽轮机在运行过程中难免会产生摩擦振动，这是因为各个设备在运行时都不可避免出现摩擦，根本不能消除。但如果摩擦情况过于严重，就会导致设备异常振动的出现，可能造成设备出现故障。因此，应该对汽轮机内部的各个部件进行检查，查看是静摩擦还是动摩擦，一旦摩擦噪声过大，就需要进行检修。对于因摩擦而发生故障的设备，需要进行检修或更换，保证振动摩擦不会对其他元件造成影响。

3.2轴承箱及通流部分调整

为彻底解决转子与外汽缸发生碰摩的隐患并顾及汽轮机在机组轴系中的对中情况，决定对汽轮机两侧轴承箱、外汽缸重新安装。检修思路为首先调整转子在轴系中的位置，再精确调整外汽缸位置，最终目的为在尽可能不影响机组对中的情况下首先保证外汽缸与转子的相对位置，使汽轮机通流部分间隙均匀以保证运行时工况良好。转子在轴系中的位置由机组安装时各轴间距设计参数保证。根据齿轮箱与进汽端联轴器端面间距和主风机与排汽端联轴器端面间距可基本确定转子轴向位置，由于推力盘位置的限制可以将推力瓦一侧轴承箱(进汽端轴承箱)的轴向位置随转子的位置而确定。排汽侧轴承箱轴向位置则可根据安装时油封斜口与转子的位置S(见图3)而确定，以保证盘车挂钩与盘车齿不发生碰摩。两侧轴承箱的径向位置则可通过两侧联轴器端面径向对中情况来确定。

3.3轴承温度升高故障的解决对策

对于轴承温度升高的故障，需要分析产生的原因，及时采取相应的解决措施。当所有的轴承温度都升高时，要检查是否存在油压过低的情况，进行油压调整至正常即可。如果是个别的轴承温度过高，要检查轴承的进油压力是否正常，是否存在轴承异常振动情况，轴封是否存在泄露等情况，查找原因后进行处理。如果推力轴承温度过高，应查看是否存在负荷增大、油压过低等情况，必要时，需要降低负荷，使推力瓦的温度降至正常范围内。

3.4对气流不均形成气流激振采取的处理措施

汽轮机出现气流激振故障，在排查时需要根据相关数据来绘制振动曲线，从而分析具体故障的情况。对给水量、负荷速率进行调整，并将记录的数据描绘成汽轮机的相关运行曲线。不同的调整会产生不同的气流激振结果，根据记录数据进行对比，查看能够抵消气流激振的调整方式，避免气流激振给汽轮机组运行带来负面影响。降低负荷率，能有效避开气流激振所带来的负荷范围，这能保证汽轮机正常运转。

结束语

在汽轮机的运转过程中，必然会因为各种因素造成振动，引发汽轮机故障。为了避免因为振动而造成的汽轮机故障，必须做好汽轮机监测工作，将可能引起故障的异常振动及时解决。因此，在对汽轮机的维护方面，应做好检查和统计工作，总结所遇到的异常振动情况，不断完善处理机制，这样才能确保汽轮机的运行更加安全、高效。

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