探究汽轮机振动故障原因及优化处理方法

探究汽轮机振动故障原因及 优化处理方法

吴磊

绿色动力再生能源有限公司 山东乳山 264500

摘要：随着我国经济的快速发展，人们对电力资源的需求不断增加，这给我国电力企业带来发展机遇的同时，也对其提出了更高的要求。汽轮机是电力系统的重要组成部分，其运行的稳定性直接关系到电力系统的稳定性，如果汽轮机经常发生故障将会影响电力企业电力资源的正常供应，这非常不利于我国经济的发展。为了保证电力系统的正常运行，就需要对汽轮机进行定期保养与维护。鉴于此，本文对汽轮机振动故障原因及优化处理方法进行研究，希望能为我国电力系统的稳定运行提供一些参考。

关键词：汽轮机；振动故障；优化处理方法

0引言

汽轮机在电力系统中具有重要的地位，其运行的稳定性直接影响着电力系统的运行状态，也直接关系到居民用电的稳定性。而对于我国工业企业而言如果电力系统不能稳定运行，将会导致电气设备发生损坏，进而造成严重的经济损失，因此保证电力系统的稳定性对于我国经济发展和社会稳定具有重要意义。在汽轮机故障中，振动故障是较为常见的故障类型，在汽轮机故障中占有较大的比重。因此本文对汽轮机振动故障进行分析，并针对故障原因提出相应的解决措施。

1汽轮机振动故障的判断

对汽轮机振动故障进行判断的方式主要有以下几点：一是将汽轮机启动并逐渐升速到转速临界点，这时就可以观察汽轮机轴承振动幅度，来判断汽轮机是否存在振动故障。如果不存在振动故障，汽轮机转子与拖带转子将处于平衡状态，这就表明汽轮机轴承不存在任何损伤。二是在汽轮机末级叶轮上进行配重，在配种前应让叶轮空转，以检查其是否存在振动状况，当配重完成后再次启动汽轮机，这时对汽轮机的轴承振动情况进行检查，如果振动幅度较大表明汽轮机存在振动故障，当转速逐渐增加时如果振动幅度持续增加，应立刻停止测试，但这表明汽轮机的故障正在逐渐恶化，如果不及时进行处理，将会造成更为严重的故障问题。

2汽轮机振动故障出现的原因

2.1转子质量不平衡

造成汽轮机振动故障的原因有很多，而其中最为常见的就是转子质量不平衡问题，这在汽轮机振动故障中的占比在80%以上，而其余20%的振动故障，在一定程度上也与转子质量不平衡有着一定的联系。造成转子质量不平衡的原因主要有以下几点：一是制造材料密度分布不均匀；二是制造过程中存在误差，制造精度不足；三是在长期使用过程中转子发生磨损而导致质量不平衡，特别是在缺少养护时，这种情况将会更加严重。而随着转子使用时间的增长，这种磨损情况将会更加严重，从而使转子离心力无法继续保持平衡，会产生严重的振动现象，进而引发汽轮机故障问题。

2.2转子热弯曲故障

在汽轮机振动故障中转子热弯曲故障也相对常见，这是由于转子在高速运行过程中会产生大量的热能，转子长时间处于高温的环境下，就很容易降低转子材料的强度，进而导致转子出现热弯曲的现象，而这时将进一步对转子的平衡性产生影响。造成转子热弯曲故障的原因主要有以下两点：一是转子制造材料本身就存在密度分布不均匀的问题，从而导致转子长时间处于高温的状态下，这不仅对转子本身会产生影响也会导致汽轮机其他部件的衔接出现不均匀的情况；二是汽轮机冷却系统出现故障，导致转子内部温度持续升高，进一步加剧了转子的磨损程度。

2.3液压设备故障

液压设备故障的出现是受到汽轮机振动故障的影响，因汽轮机长时间处于高速振动状态，从而影响了液压设备的紧密性，导致液压油从设备中流出。而渗漏现象的出现又加剧了汽轮机振动故障。此外，液压设备的材质也会对其实际使用寿命产生一定影响，如果企业所购买的液压设备质量不过关，使用过程中就很容易出现安全隐患。在维修与保养方面，也需要给液压设备足够的重视，这可以减少液压设备出现故障的几率，并减少对汽轮机振动故障的影响。

2.4气流激振造成的故障

汽轮机在工作过程中如果出现异常的振动，很大程度上是受到了气流激振的影响，这是因为汽轮机对这种振动非常敏感，从而导致汽轮机内部气流不平衡，产生较大的振动幅度和振动频率，进而产生严重的振动故障。汽轮机在工作过程中一旦受到不平衡气流，就会使汽轮机组产生低频分量，当积累到一定程度时就会引发振动故障。分析其原因主要有以下两点：一是气流激振改变了汽轮机原有的运动状态；二是汽轮机组的规模越大其末级越长，在运行过程中末级叶片就很容易受到气流影响，进而出现空气膨胀现象，从而引发气流激振，这会对汽轮机造成损坏。

3汽轮机振动故障的优化处理方法

3.1解决转子质量不平衡问题

转子质量不平衡是导致汽轮机振动故障的主要原因，本文提出以下几点解决措施：一是转子材料应选择符合国家标准和要求的材料，企业在购买汽轮机时应对转子的材料进行检查，避免购入质量不合格的转子；二是汽轮机制造企业，在对转子进行设计和制造时，应聘请第三方专业团队帮助企业共同完成，这可以有效提高转子的设计水平；三是在汽轮机使用过程中，应采取正确的操作流程和操作标准，同时对汽轮机设备进行定期保养。通过上述措施在一定程度上可以减少转子质量不平衡所引起的汽轮机振动故障。

3.2解决转子热弯曲问题

转子热弯曲故障不光出现在汽轮机上，在发电机上也存在转子热弯曲故障，因此针对这一故障原因本文提出以下几种处理措施：一是由于汽轮机转子所处的工作环境相对封闭，当温度急速增加时，就很容易出现受热不均的情况，因此应保证转子在转动过程中所受到的热是均匀的，这可以有效的避免热弯曲现象的发生，从而延长转子的使用寿命；二是可以采取一定的降温手段，使转子内部空间的温度保持在一定范围之内，这时就可以避免因温度的持续增加而对转子质量产生损害。

3.3解决液压设备存在的渗漏问题

液压设备在使用过程中如果出现渗漏，将会影响整个发电机组的正常运行，如果不能及时进行处理将会给电力企业造成严重的经济损失。所以针对液压设备渗漏问题，本文提出了以下几种处理措施：一是制定相应的监管制度，并提高企业自身处理该类事故的技术水平；二是对液压设备容易出现渗漏的地方进行定期检查，如果发现液压设备出现渗漏现象，通常的焊接手段是很难达到预期的修复效果的，如果电力企业并不具备解决这一问题，就需要将液压设备进行更换，虽然这增加了电力企业的成本投入，但减少了设备维修的时间，并不会给企业带来过多的经济损失。

3.4解决气流激振造成的故障问题

汽轮机组在正常运行过程中，不可避免的会产生气流激振现象，但要减少这种现象对汽轮机组的影响。目前主要的解决手段是，维修人员根据汽轮机组的实际运行情况，来对设备的气门压力进行适当调节，从而消除气流激振现象的发生。同时也要时刻关注汽轮机组的运行状态，一旦发现异常振动，应及时停止设备，并查找异常症状出现的原因，避免这种状态维持较长的运行时间，从而对汽轮机组造成损坏。

4结语

汽轮机振动故障的出现受到多种因素的影响，而转子的材料质量和人为因素是造成气轮机组振动故障出现的主要原因。同时汽轮机组在长时间运行后设备老化也会加剧汽轮机振动故障的发生。因此后期的维护与保养工作十分重要，我国电力企业应组建工作经验丰富且专业技术水平较高的团队，来自于汽轮机组进行定期维护和保养，从而减少振动故障发生的概率，保持汽轮机长时间的稳定运行。

参考文献

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