汽輪機產生振動的原因及應對措施

柳進波

（大唐武安發電有限公司，河北 武安 056300）

0 前言

近年來，國民經濟蓬勃發展背景下，我國熱電廠在迎來更多發展機遇的同時，社會對供電穩定性提供了更高的要求，汽輪機作為熱電廠設備的重要組成部分，其運行狀態好壞直接影響供電可靠性，如果汽輪機發生振動，零部件會受到極大的損傷，嚴重情況下導致供電中斷。因此，加強對汽輪機振動原因及對策的研究具有現實意義。

1 汽輪機振動的主要因素

1.1 設計制造因素

汽輪機在運行過程中，設備工作量較大，長期處于高速旋轉狀態，極易出現運行不良現象，例如：轉子與旋轉中心偏離等，導致轉子不平衡產生一定的離心力，軸承發生振動，進而帶動整個汽輪機出現振動，如果離心力在一定范圍內，振動幅度相對較小。嚴重情況下，汽輪機振動幅度大，究其根本，主要是汽輪機在生產過程中，設備精度沒有達到標準，或者轉子安裝方面的問題。

1.2 油膜因素

通過對汽輪機運行情況調查研究發現，轉子與軸承之間存在油膜，當設備高速旋轉時，會出現穩定性不佳造成油膜自激振蕩，一方面，設備在穩定運行情況下，轉子圍繞著軸線軌道運行，另一方面，設備失衡狀態下，轉子在旋轉的同時，也會圍繞平衡點渦動，其頻率基本是轉子轉速的1/2，一旦渦轉與轉子轉速重合，那么轉速就會受到共振的影響，出現激勵振動[1]。

1.3 氣流因素

葉片作為設備的一部分，在受到氣體的沖擊后會出現汽流振動，特別是對于大型機組而言，其末級葉片較長，且易發生膨脹，進而會導致流道混亂，此外，軸封也是影響汽流激振的因素之一，當機組負荷超過承受標準后，軸振動頻率較大，相對應的，負荷小于承受標準后，振動幅度也會隨之降低。

1.4 人為因素

安裝及檢查過程作為熱電廠日常工作的一部分，如果操作不當也會對汽輪機產生一定影響，設備兩端之間的協調需要軸承給予一定的支撐，勢必會出現零部件難以正常工作現象，影響設備穩定運行，從而引起汽輪機振動。

2 汽輪機振動產生的危害

汽輪機發電機組作為電廠發電系統的重要組成部分，一旦出現異常振動，對供電穩定性、工廠生產等方面都會產生極大的影響，其具體危害主要體現在以下幾個方面：

首先，端部軸封磨損導致密封性降低，使得空氣漏入到低壓缸中，繼而影響外漏汽，導致設備局部過熱出現彎曲現象，蒸汽隨之與潤滑油結合，損壞油膜，并使得軸瓦鎢金熔化，在很大程度上影響機組安全性。

其次，隔板汽封磨損，嚴重情況下，會瞬間增加漏汽，而軸向力與漏汽程度成正比，使得軸向力也隨之增加，熔化瓦烏金，影響設備穩定性。

最后，滑銷系統作為設備不可缺少的一部分，不僅能夠固定汽輪機汽缸及軸承外殼，還能夠確保機組穩定運行，然而，長期運行情況下，滑銷受到磨損，使得機組過熱，系統不能夠發揮有效調節作用，進而引發嚴重事故，對人身安全造成一定程度的威脅。因此，了解和明確汽輪機振動的危害，積極采取針對性措施調整和優化設備，確保其穩定運行顯得尤為重要。

3 應對汽輪機產生振動的有效措施

3.1 選擇優質設備，提高安裝精度

針對設計制造因素引起的振動，要從設備采購入手，在設備選購過程中，除了結合自身需求之外，還需要加強對市場的考察，對產品的性能、質量及價格進行深入分析和研究，選擇質美價廉的產品，并與產品生產廠家建立長期合作關系，為產品售后提供支持。

另外，在設備安裝時，由于設備涉及零部件較多，為了能夠確保設備發揮最大效能，需要重視對每一環節的管理，例如：葉片平衡測試等。國家要發揮宏觀調控作用，加強對汽輪機設備生產的管理，加大對設備產品的檢查力度，及時發現不合格產品，并予以重新生產，增強生產廠家質量意識，有效提高產品質量，從源頭上解決這一問題，不僅如此，在設備安裝后，進行運行監測試驗，完善細節，確保試驗結果與運行標準相符合，才能夠正式投入使用，從而從源頭上避免設計制造引起的振動。

3.2 結合設備情況，調整軸瓦間隙

針對油膜振動情況，可以結合實際情況，適當增加軸瓦比壓，同時減少頂部間隙，通過這種方式，不僅能夠有效降低油膜振動幅度，還能夠提高設備運行穩定性；另外，還可以通過調整軸和軸瓦的接觸角，來降低潤滑油的動力粘度[2]。由于引起油膜振動的原因是運轉不平衡，人員也可以利用平衡法，調整轉子與軸承，確保二者之間的連續性，從而避免油膜振動對設備造成的不良影響。

3.3 重視日常檢查，減少汽流震蕩

日常檢查和維護是避免汽輪機振動的有效途徑，針對汽流激振問題，要加強日常檢查和維護，結合電廠實際情況，制定科學、合理的維護和保養方案，為具體工作提供依據，更換老舊零部件，對個別零部件進行適當調整，及時發現汽流激振現象，結合其激振特點，將振動相關數據信息記錄在案，例如：機組滿負荷情況數據等，并對這些數據信息進行深入分析，觀察曲線變化情況，找到故障發生的規律，采取針對性措施，調整負荷，確定負荷標準，以此來保障汽輪機穩定運行，避免設備振動造成的不良影響，主要操作步驟如下：確定設備工作狀態——調整負荷變化率——確定負載范圍，通過這種方式和方法，不僅能夠有效避免汽流激振情況，還能夠延長設備壽命。

3.4 加強安裝和試驗，提高設備質量

針對人為因素，在設備安裝和檢查過程中，要嚴格按照生產廠家的說明要求，并結合自身實際情況，對設備軸承的標高進行調整，保障軸承標高與設計圖紙相吻合，避免軸承造成的設備振動問題，另外，設備在實際運行過程中，轉子與汽缸之間會存在間隙，基于此，要在設備停止運行時，對膨脹差進行分析和研究，合理調整二者之間的間隙，避免由于二者間隙過大過小導致設備運行效率降低，不僅如此，還需要明確蒸汽參數，如：溫度差、監視段壓力等，加大控制力度，并在設備啟動之前，對轉子晃度進行監視，避免設備工作強度過大，從而為電廠穩定供電提供支持和幫助[4]。

3.5 加大培訓力度，提高人員素質

操作人員作為汽輪機機組穩定運行的核心，其綜合素質高低直接影響設備運行情況。因此，管理者要結合實際情況，制定科學、合理的培訓方案，并加大培訓力度，側重在專業知識和設備操作等方面的教育，提高人員專業技能，并積極落實責任制，為操作人員開展工作提供依據，有效落實定期檢查和維護工作，及時發現問題，并采取針對性措施，加以調整和優化，從而保障供電系統穩定、有序運行[5]。

4 結論

根據上文所述，汽輪機作為熱電廠的核心設備，其運行狀態好壞直接影響供電穩定性。因此，相關人員要了解和明確引起汽輪機振動的因素，并采取有效措施，加強日常檢查、提高安裝水平，加大人員培訓力度，從而避免停機事故，提高運行效率。

［1］施瑾瓊.高壓蒸汽輪機中分面變形泄漏的現場維修方法[J].大氮肥,2010,18(03)：259-261.

［2］趙志中,李英,付開慧.600MW機組軸瓦擋油環斷裂原因分析及處理措施[J].內蒙古電力技術,2012,20(05)：12-14.

［3］褚福磊,王慶禹,盧文秀.用聲發射技術與小波包分解確定轉子系統的碰摩位置[J].機械工程學報,2011,10(8)：158-159.

［4］周曉軍,楊辰龍,龐茂.基于信息譜熵的支持向量機機械狀態識別[J].傳感技術學報，2013,14(01)：265-267.

［5］賈洪鋼,李威,張建宇.計算分析排汽壓力變化對汽輪機運行性能的影響[J].赤峰學院學報：自然科學版,2009,12(05)：123-125.