汽轮机异常振动原因及处理措施

汽轮机异常振动原因及处理措施

韩铁春

大唐国际陡河热电分公司，063000

摘要：汽轮机主要部件涉及转子、联轴器、气缸等，作为当前重要的工业设备之一，在实际运行中表现为高压、高温、高速，也正是由于特殊性，使其在高速旋转运行状态下较易引发故障。其中，异常振动是汽轮机运行最为典型的故障类型，且引发异常振动的原因较多，导致对异常振动现象的分析复杂多样，诸如装置参数、油温、油质变化等都会在一定程度上引发振动。为解决这一问题，相关技术通常结合汽轮机异常振动的实际情况和已知条件，进行异常情况的原因分析，本文在此基础上继续探讨，形成检修解决方案。

关键词

引言

汽轮机的出现有着悠久的历史，自20世纪初期开始，汽轮机就已经问世，它自身的高效率、高转速、大功率的优点受到了世人的好评，促进了电力供应系统的蓬勃发展。汽轮机应用至今，在运行中出现的振动问题却不容小觑，振动问题使得汽轮机故障频发、大大影响了汽轮机的工作效率，不利于我国工业的发展，所以如何解决汽轮机的异常振动问题是本文的重点探讨内容。

1汽轮机振动原因分析

1.1汽轮机的油膜失稳

油膜振动和半速涡动都会引发汽轮机设备的振动问题，半速涡动更是其中占比较大的原因。什么是半速涡动呢？当发电机转子的旋转速度跟不上第一临界转动速度的1/2时，半速涡动的现象就会出现，与此同时，这个现象会伴随着振动问题的存在一直持续到最高转速。在达到最高转速的过程中，存在的振动问题一直关联着设备的耗损问题，需要在这个过程中及时发现问题才能减少设备的摩擦损耗。那么，如何解决这个问题呢？要想找到解决方法，必然是要弄明白油膜失稳发生的主要原因是什么，从而确定其影响因素，才能找到解决问题的切入点。我们以这个半速涡动的过程为切入点会发现，当转子的转动速度改变的情况下，涡动的频率也会随之而变，这个特点可以作为判断半速涡动的关键因素。通过鉴别出来半速涡动的情况，避免汽轮振动现象的发生，从而降低振动问题带来的危害性，油膜失稳看似复杂，实际解决方法并不困难，关联因素越多，解决的可能性也越大。

1.2转子受热弯曲变形

转子受热变形是汽轮机异常振动的主要原因，受热变形导致转子轴弹力改变，进而影响转子的正常运行，转子运行失衡的同时离心相位随之发生变化。结合转子受热变形原理可知，解决方案需从转子轴弹力及离心力入手。若转子运行中轴弹力与离心力相互抵消，则转子振动幅度显著减少，对于汽轮机所造成的影响亦将降低。相反，若轴弹力与离心力未能抵消且相互叠加，则加剧转子振动。转子受热弯曲变形主要是其自身散热不良、热量过高所致。

1.3气流震荡

气流震荡这一现象也发生在通常情况下，气流震荡的原因比较复杂。一般而言，当增大跨距时，临界转速会降低，所以通常会采用这种手段来降低临界转速。然而，另一方面，当随着汽轮机的转速和临界转速的差距逐渐拉大，就会出现汽轮机轴系统的不稳定。不稳定因素一旦确立，间隙就会持续拉大，涡动现象频发，各种零件之间的磨损逐步深入，在这个过程中，会增大各种切向力，损耗摩擦进一步严重，更严重的振动问题应运而生，这就是气流震荡导致的振动问题。由于这一现象也发生在通常情况下，很多时候需要及时检测及时勘察，避免振动问题带来的进一步损耗，不能因为处于通常情况下就把其当作可以容忍的一般情况，越是微小的毛病，日积月累就会使得工程溃于蚁穴，所以振动问题需要时刻警惕，严查背后的原因并对症下药，避免更大的隐患。

2汽轮机振动问题防治处理

2.1油膜失稳防护

在进行汽轮机设备设计时，就应该提高轴系的稳定性以及系统的阻尼，当处于汽轮机本身的制造工艺足够优秀的情况下，汽轮机本身则不会容易发生油膜失稳等常见的故障问题。汽轮机的油膜失稳问题是日常运行工作中的常见问题，日常的维修防护工作也是必不可少的，具体的操作要从影响油膜失稳的种种因素为切入点，做到防护工作考虑周全、面面俱到。比如，在维修工作中，可以从降低润滑油的黏连效果入手，但是这样做另一方面又会对油膜的厚度产生不利影响，很可能导致油质老化现象的出现。所以维修工作并不是一蹴而就简单进行的，要考虑多方面的因素，不能顾头不顾尾，只考虑解决当下的油膜失稳问题，还要考虑是否对其他方面造成更坏的影响。

2.2转子受热弯曲变形故障的处理措施

针对转子受热弯曲变形所引发的异常振动而言，需从转子本身入手，通过在安装和运用过程的合理调控，避免因摩擦异常而造成转子弯曲变形。具体而言，设备的安装检修过程均应由专业人员完成，按照既定操作程序进行。如在汽轮机实际安装中，借助钢丝校准轴线辅助安装，可更为准确地完成工作。与此同时，专业人员可利用钢尺进行洼窝两侧长度测量，确保一致，复测时使用水平仪横向找平，以保证汽轮机轴承座水平符合标准要求。总体而言，汽轮机的安装至关重要，需要安装人员严格依照程序进行，且安装完成后应及时排查机组可能存在的问题，确保安装流程，使汽轮机轴承于横向及纵向均能保持平衡稳定，这也是避免转子因受力不均而发生摩擦，进而过热引发转子弯曲变形现象的有效举措。

2.3气流震荡防治

气流震荡作为日常运行过程中普遍存在的一个不利因素，往往是造成汽轮机设备振动问题的重头原因。气流震荡的原因比较复杂，气流震荡问题的防治也不简单。这种日常存在的不利因素往往是根深蒂固的，如果要防治仅仅通过简单的检测工作、维修工作进行“预防”还不够，更重要的是要引进新技术新手段对其进行“治理”。举个简单的例子，气流震荡过程中会出现涡动的不利现象，是汽轮机振动问题的主要影响因素，那么就可以引进借助反旋涡技术手段对其进行干扰。短期内，通过更高的技术手段来解决设备的基础问题，那么就需要借助其他手段来“治标不治本”，一个小小的反干扰手段也可以避免更深一步的严重问题发生。这些手段的目的都是为了使得气流震荡的危害影响缩减到最小，保证转子的稳定能够适应汽轮机更高强度的工作。

2.4对汽轮机的使用监管

由于汽轮机在我国的经济发展中起着非常重要的作用，所以为了使电厂的安全运行，需要及时地解决汽轮机故障。汽轮机在电站设备中占有举足轻重的地位，因此，必须提高对机组的故障监测与管理。为了解决这种异常的问题，可以对新的设备进行检查，看看它是否达到了生产的要求，在通过了新的设备的检验之后，就可以进行例行的检查，提高故障的早期预警，提高整个机组的检测能力，然后根据实际情况，制定出一套科学的对策，将汽轮轮的使用情况调整到一个比较科学的程度，然后再与其他的仪器一起使用。另外，在汽轮机的使用当中，还可以安装一套检测设备，这样可以更好的监控汽轮机的使用状况，同时也可以针对出现的问题给出一个比较合理的解决办法，让专家们及时的发现问题，及时进行维修，从而降低汽轮机的安全事故，从而促进电厂的发展。

结束语

综上所述，可以看出来汽轮机的平稳运行与多个因素息息相关，关注汽轮机的运行并不是一件可以一蹴而就的工作，相反，它需要时刻检测不利因素，避免出现更进一步的危害影响，汽轮机的振动问题得到重视和解决，才能保证汽轮机的工作效率高和汽轮机的运行持续且稳定，这才是电力工作生产的关键，保证电量的稳定供应，从而产生经济效益。

参考文献

[1]谢晨宇,王兴邦.汽轮机运行振动的大原因分析及应对措施[J].科技风, 2019(15):12.

[2]陈振峰.火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断[J].山东工业技术,2019(4):181-182.