汽輪機組振動故障分析及處理措施探討

張宇

摘 要：電力行業作為我國國民經濟的重要支柱性產業，其安全穩定的運行對于經濟和社會的發展至關重要。汽輪機作為電力企業重要的發電設備，是確保電力企業安全運行的基礎，但汽輪機作為機械設備，在運行過程中不可避免的會發生一些常見故障。振動就是汽輪機運行過程中較為常見的故障之一，一旦振動故障發生，不僅會導致無法達到工作質量的標準，而且還會影響機組的整體運行，如果不能及時對振動故障進行處理，則會導致嚴重的后果發生。文章從汽輪機振動的特點入手，對汽輪機振動故障的原因和危害進行了分析，并進一步對汽輪機振動故障的處理措施進行了具體的闡述。

關鍵詞：汽輪機；振動故障；故障處理

前言

隨著經濟的快速發展，各項資源都呈現出緊缺的態勢，為了有效的實現能源的節約，近年來能源的環境和重復利用被提到了重要日程安排上來。電廠為了積極響應國家節約能源的政策的號召，則在汽輪機的選擇上下足了功夫，由于凝汽式汽輪機不僅能夠有效的節約燃料，而且運行過程中具有較好的經濟性，所以近年來在電廠得以廣泛的應用。作為電廠運行維護部分，則需要做好凝汽式汽輪機的維護和保養工作，確保汽輪機運行的安全性。

1 汽輪機振動特點分析

汽輪機的振動特點表現在其第一次啟動升速到超過其臨界轉速的時候，通過對軸承振動的大小來判斷汽輪機是否產生故障。如果情況良好，則可以判斷汽輪機轉子與拖帶機組的轉子在當前處于平衡的狀態，軸承未有任何的損傷。若要在停機后對汽輪機的末級的葉輪進行配重，應注意先在其空載的時候，保持其空轉速度在3000轉/每分鐘，同時將下軸承基頻振動降到安全線以下方可進行操作。待機組的配置再次發動之后，根據相關的標準是將軸承的垂直的振動調整為15μm，同時帶負荷在20MW的時候，其振動基本不變。待振動升到91.7μm時，這個時候要及時打閘停機，并且在這個時候大軸的擾度比在開機的時候要大100。當在進行第三次啟動的時候，在后汽封的溫度達到300度的時候，并且在90.7？滋m的時候，要打閘和停機。機組在整個啟動過程中造成的振動突增，會導致監測系統報警，說明汽輪機的故障在逐漸的惡化。

2 振動故障原因及危害

2.1 振動故障原因

凝汽式汽輪機發生振動故障的原因較多，無論是設計、制造水平，還是運行維護和保養，甚至于安裝技術和檢修技術等都可能導致汽輪機出現振動故障，而且這些導致振動故障的原因之間還會相互影響。

（1）由于當前受制到技術的限制，汽輪機在設計過程中無論是零部件加工精度還是工藝都無法達到設計的標準要求，特別是生產出來的汽輪機轉子，很多時間達不到要求的精度，這樣就導致在高速和低速平穩試驗過程中根本達不到試驗的要求，轉子出現不平衡的現象，從而導致一側離心力的產生，致使汽輪機組產生振動故障。另外一旦設計結構中的零部件不能與汽輪機配件之間達到配套時，也會導致機組出現振動故障。

（2）汽輪機安裝工藝的精度好壞會對汽輪機振動產生直接的影響。需要根據安裝現場的要求來對軸承的強度、剛度和預緊力進行選擇，確保汽輪機中心的同心度，控制好各個零部件之間的間隙，間隙不能過大也不宜過小，過大則會導致零部件之間相互碰撞，過小則會導致各零部件之間相互接觸磨損。在汽輪機長期運行過程中，不僅零部件之間的會產生膨脹，而且連接銷系統也會存在這個問題，一旦潤滑油達不到潤滑的作用，則會導致機組變形的產生，從而引發振動故障。

（3）在汽輪機運行過程中，維護和保養工作對于預防汽輪機振動故障的發生也具有極為重要的作用，一旦不能正確的進行維護和保養的操作，則會由于一些人為因素導致故障的發生。如人為操作不當，則會在開機過程中導致汽輪機熱膨脹的發生，從而導致振動故障發生。不能很好控制汽輪機排氣缸溫度時，則會影響到軸承的高度，從而導致振動故障發生。而一旦潤滑油在軸承旋轉時形成油膜，也會影響到轉子的穩定性，使機組振動故障產生。

2.2 振動故障危害

在電力企業生產活動中，汽輪機相當于人體的心臟，一旦其出現異常，則會導致整個生產系統都無法正常的動轉，所以需要對汽輪機組振動故障進行重視，及時發現并加以解決。

（1）密封不嚴。在機組振動故障中，將近一半左右的原因是由于密封不嚴所導致的，由于低壓端部分軸封密封度不夠，則空氣會順得著這些微小的空隙進入到低壓缸中，從而導致低壓缸內的真空度降低。而在高壓端，則是由于轉子發生彎曲后，導致部分蒸汽滲入到潤滑油內，從而影響滑潤油的純度，導致油質發生乳化，從而導致振動故障的發生。

（2）汽封破壞。隔板與隔板間采用汽封的方式密封。一旦汽封被破壞，增大的漏汽量加大了各級間的壓力差，使轉子產生了軸向推力。

（3）滑銷系統損壞。當機組發生較大振動時，滑銷承受巨大沖擊力，機組就會產生不均勻熱膨脹，造成過大的擠壓力，損壞滑銷系統。

（4）耐疲勞強度減弱。轉動部分是汽輪機機組的核心機件，振動致使其疲勞強度降低，造成工作不能正常運行。

（5）機組調速系統擺動不穩定。振動不正常造成調速系統的部件磨損嚴重，遲緩率增加，使調速系統擺動不穩定。

3 振動故障處理措施

由于汽輪機振動故障的存在，從而導致汽輪機組正常的運行受到影響，所以需要根據故障現場的實際情況來對振動故障進行深入的分析，并采取切實可行的解決措施。

3.1 剛度檢測是重中之重

技術人員對汽輪機數據采集，及時數據處理，并與標準數據進行對照做出判斷。掌握工作剛度范圍、共振條件和剛度極值點。做到技術人員不離機組，實時監測，防患于未然。

其次，機組帶負荷和空載試運行必不可少。為確保汽輪機順利工作，發生異常振動的幾率降低，新安裝或檢修后的機組應經過帶負荷和空載試運行，測試密封、汽封、滑銷系統等均達到合格標準，才可以投入生產。

3.2 設置智能化監測裝置

設計并安裝智能化監測裝置是汽輪機發生振動異常的有效措施。對正常監測困難點安裝各種傳感器設施，監測振動情況，及時報告工作異常點。同時，有序地安排技術人員，及時處理發出報警部位機組，杜絕擴大損壞，以免造成事故。

3.3 安裝振動保護裝置

當智能化監測裝置監測出異常振動點后，會發出報警信號，通過自動控制裝置命令振動保護裝置自動切斷電路，關閉主汽門，緊急停機。于此同時，技術人員采取拯救辦法，保護機組設備安全。

凝汽式汽輪機支撐國家能源環保事業的快速發展，隨著機組容量的增大，汽輪機安全、穩定運行顯得更加重要。對不可避免的振動問題應采取有效地解決措施，以免造成重大的安全事故。同時對汽輪機設置智能化監測、保護裝置必不可少。

4 結束語

由于汽輪機振動故障的存在，導致汽輪機機組運行過程中存在著較大的安全隱患，這對于電力企業正常的運行帶來了較大的影響，所以需要加強日常的運行維護措施，做好各項檢查工作，有效的減少或是避免振動故障的發生。而且還需要加強汽輪機組在設計、制造、安全和檢修方面的工作，確保做到及時發現問題并及時進行解決，以保證機組能夠正常、穩定的運行。

參考文獻

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