汽輪機異常振動問題的解決措施

（黑龍江省火電第三工程公司，黑龍江 哈爾濱 150016）

汽輪機異常振動問題的解決措施

于春海

（黑龍江省火電第三工程公司，黑龍江 哈爾濱 150016）

在發電廠中，作為整個發電系統的核心，汽輪機組發揮了重要作用，但其運行過程中會由于諸多因素影響而產生異常振動，造成整個發電系統的運行問題，因而是當前發電廠中亟待解決的難題之一。文章主要針對汽輪機組異常振動問題進行了分析論述，針對產生問題的原因進行論述，并提出了相應的解決措施。

發電廠；汽輪機；異常振動；問題；措施

引言

在發電廠生產系統中，汽輪機發揮著重要作用，是整個發電系統的核心設備，一旦汽輪機出現故障，就會對整個發電系統造成影響。汽輪機組發生故障多是由于設備老化﹑關鍵部位出現磨損現象等。并且，在整個發電系統中，汽輪機組故障時發生頻率較大的，這就會對整個發電機組的運行造成影響。在汽輪機組故障中，異常振動是發生頻率較大的故障，由于受到多方影響，只要涉及機體的設備以及介質，都會引發汽輪機組產生異常振動，例如，輸水﹑油質﹑油溫以及進汽參數等都會引發汽輪機組振動，因而只有明確汽輪機組異常振動原因，才能夠對癥下藥，解決問題。

1 故障分析以及排除

造成汽輪機故障點因素主要有以下三種，首先為氣流激振，其次則是轉子熱變形以及摩擦振動等。下面便針對這三點內容展開詳細的討論。

1.1 汽流激振現象

在汽輪機組運行過程中會由于汽流激振現象引發異常振動，其特征包括兩方面。首先會出現低頻分量且數值較大；其次運行參數變化，則振動明顯變化。原因在于汽輪機葉片受到汽流的不平衡沖擊，而發生的汽流激振現象，由于末級較長，大型機組的葉片末端會受到汽流的流道紊亂影響，而發生激振現象，另外軸封也有可能出現汽流激振現象。通過對升降負荷速率的改變，，即對高壓調速汽門的改變，將氣流激振動予以消除。即確定汽輪機的激振狀態，避開激振負荷范圍。

1.2 轉子熱變形導致的機組異常振動特征﹑原因及排除

轉子熱變形引發的振動特征是一倍頻振幅的增加與轉子溫度和蒸汽參數有密切關系，大都發生在機組冷態啟機定速后帶負荷階段，此時轉子溫度逐漸升高，材質內應力釋放引起轉子熱變形，一倍頻振動增大，同時可能伴隨相位變化。由于引起了轉子彎曲變形而導致機組異常振動。轉子永久性彎曲和臨時性彎曲是兩種不同的故障，但其故障機理相同，都與轉子質量偏心類似，因而都會產生與質量偏心類似的旋轉矢量激振力。轉軸彎曲不同于質心偏離，若發生轉軸彎曲那么兩端就會出現錐形運動，并且還會產生軸向上的工頻振動。并且一旦發生轉軸彎曲，必然會產生彈力，并使得轉子失去平衡，受到彈力以及離心相位差的抵消作用，轉軸振幅會相對減少，即會在某一轉速上產生最低值，這一特征不同于轉子動力特征。若不平衡量大于彎曲作用，那么在臨界轉速一下，振幅會有所減小；若相較于不平衡量，彎曲作用相對較大，那么振幅的減少必然會發生在臨界轉速值以上。若由于熱變形引發熱論機組出現異常振動，則可以通過更換新轉子的方式予以解決，失去振動力來源，機組就不會發生異常振動故障。

1.3 摩擦振動的特征﹑原因與排除

摩擦振動的特征：首先是由于轉子熱彎曲產生新的不平衡力，因此振動信號的主頻仍為工頻，但是由于受到沖擊和一些非線性因數的影響，可能會出現少量分頻﹑倍頻和高頻分量，有時波形存在“削頂”現象。其次是由于摩擦過程中，振幅以及相位都具有波動性，其持續時間相對較長。若摩擦力過大，振幅以及相位便會發生波動，且振幅會驟然變大。再者，若降速超過臨界點時，相比較升速，降速振動稍大一些，對靜止后的轉子進行測量，可以發現，大軸晃度有所增加。

摩擦振動機理分析。首先汽輪機轉子受到摩擦力影響會發生渦動以及抖動現象，但影響主要表現在轉子熱彎曲上。在一個圓周中，各個點受到的動靜摩擦程度具有差異，同輕摩擦相比，重摩擦具有更高的溫度，因而在轉子徑向截面中，轉子會受到不同的摩擦，由于局部受熱，因而轉子會產生熱彎曲，因而導致了轉子受力不平衡，所以便會產生振動。

2 異常振動檢查步驟

在發電系統的運行過程中，常常會出現，瓦蓋振異常以及軸振異常的現象，造成這一現象的因素很多。依照振動的特性以及原因進行分析，造成振動的因素相對較高。振動頻率分別為1X，2X，1/2X等。繼而需要對振動相位變化與否進行分析，同時對相鄰軸承之間所具有的相位關系變化情況進行詳細論述。

當振動發生時，其設備的穩定性如何，是否會出現勵磁電流的變化，并對生產設備以及電網負荷和溫度﹑時間等因素進行確定。若汽輪機轉子出現質量不平衡現象，那么就會造成：升速振動同轉速平方會橫線正比例關系，振動會隨著轉速的增大而不斷增加。尤其在超過臨界時，振動相對以往會大很多。此時振動頻率為1X。振動相位不變化時，振動穩定性良好，這是由于，振動相位不變化，加之受到摩擦力作用，穩定性相對較好。或者相鄰軸承相位相同﹑相反，其穩定性也相對良好，并且上述兩種情況振動重復性良好。依照振動所具有的特征，以及日常檢修狀況，可以對故障引發因素進行分析確定，并及時的解決問題。另外，針對設計上的一些問題，應當提前予以預防，關注故障發生點，一旦出現問題，應當及時對部件缺陷進行檢查﹑確定，并解決問題。

結語

在發電廠發電機組的運行過程中，汽輪機組發生異常振動是不可避免的，作為最常見的故障之一，如何及時有效的排除故障是當前發電企業需要重視的問題。一旦設備出現問題，需要對故障的特征進行總結，對故障原因進行分析，而不是盲目的拆機。通過對故障點以及故障部件進行確定，并查閱相關維修記錄，繼而依照分析結果進行維修。若故障發生在剛剛檢修以及更換的部位，則需要進行故障點的二次確認。針對近期維護以及更換的零部件，其發生的異常震動的幾率相對較低。所以，需要在異常振動故障的排查工作中加以注意。

[1]郭天霞.汽輪機常見故障排除方法與分析[J].黑龍江科技信息，2011.

[2]喬建東，王文智.汽輪發電機組摩擦振動大的分析及對策[J].中國新技術新產品，2011.

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