火電廠汽輪機振動故障排查分析

王嘯

摘 要：汽輪輔助機作為火電廠運行過程中的重要設備之一，對保障電廠運行安全和質量具有十分重要的作用。一旦汽輪機運行出現故障將會直接對電廠運行系統造成一定的不利影響。經過實踐分析可知，影響輔助機穩定運行的因素有很多，且這些不定因素的存在將會對汽輪機的正常運行造成一定的干擾。該文將對幾種常見的汽輪機故障進行分析，并結合實際工作經驗提出相應的解決措施，以供今后參考使用。

關鍵詞：火電廠 汽輪機 振動故障 排查分析

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）09（a）-0028-02

現階段，我國大部分火電廠中主要是以汽輪機發電這種形式為主。因此，汽輪機的運行穩定狀態對電廠安全而言具有十分重要的影響。一旦電廠機組運行過程中汽輪機出現故障，將會直接影響發電系統的正常工作，進而影響人們的生產和生活。另外，電力系統對我國社會經濟發展等具有十分重要的影響，不穩定故障因素的存在將會對社會各行各業的正常運轉造成影響，進而影響社會經濟健康發展。因此，火電廠應當加大重視力度，采取一定的措施切實保證汽輪輔助機的穩定運轉。

1 淺析火電廠常見振動故障

在火電廠發電系統中，汽輪機承擔著十分重要的工作任務，它主要是由以下幾個部分構成的，即汽輪機葉柵、主軸、葉輪、噴嘴室、機座、蒸汽室、氣缸等部分。具體工作原理是在渦輪式機械裝置的作用下使水蒸氣的熱能向機械能進行轉化，進而在這種機械能作用下為發電機的發電作業提供能量支持。因此，火電廠汽輪機在正常的運轉過程中，其穩定性較高、單機功率較大，同時它的工作效率高和使用周期長。但是經過相當一段時間作業運轉后，汽輪機運行的穩定性也會隨之有所降低，有時也會發生一些故障，而技術人員在進行故障維修的過程中，首先應當對振動異常故障進行分析，進而再根據分析結果制定相應的維修方案。當前技術水平條件下，汽輪機常見的振動故障主要有以下幾種。

1.1 油膜振蕩

通常情況下，油膜振蕩多發生在發電機組啟動提速階段，而該振動故障產生的原因是軸承油膜上發動機轉子在進行高速旋轉，在旋轉過程中轉子會受到一定的載荷作用，并對其運行的穩定性造成一定的破壞。在正常情況下，軸承油膜上的發動機轉子是一直處于穩定運行的，且轉軸以軸線為中心進行高速旋轉，一旦其穩定性遭到破壞，那么軸頸轉速也會隨之增加，這樣一來，會使得軸承和轉子之間的摩擦耗能增加，使得軸系臨界轉速減慢，油膜壓力增加，最終導致汽輪機油膜振蕩故障產生，并對整個發動機機組運行穩定性造成影響。

1.2 汽流激振

一般情況下，汽輪機組中的高中壓轉子是發生汽流激振的主要部件。其原因是汽輪機內流中的蒸汽會發生一定程度的膨脹，這樣一來，一方面會使高中壓轉子產生切向力轉矩，另一方面還會產生一個從高壓端到低壓端的軸向力，在這兩種外力作用下高中壓轉子的葉片會在不均勻汽流的沖擊作用下使汽輪機轉子發生汽流激振這一故障。

1.3 轉子熱彎曲

所謂的汽輪機轉子就是指汽輪機組中能夠轉動的部分，同時轉子承擔著汽輪機能量轉化的重要任務，而轉子熱彎曲故障的產生與轉子本身工作溫度以及蒸汽的參數設定值有一定的聯系。目前，轉子熱彎曲故障多在汽輪機組冷態起機定速帶負荷運行中發生，這是因為在這種工作條件下，轉子工作溫度較高，同時葉片、葉輪和主軸在高速旋轉下，會受到較大的離心應力，進而容易發生彎曲形變，如果轉子發生熱彎曲故障后仍不采取措施，那么還將會導致摩擦振動等其他故障的產生，影響電廠發電機組運行安全。

1.4 摩擦振動

在長時間運行狀態下，汽輪機轉動部分如葉柵、葉輪主軸等會在外力和高溫條件等作用下產生一定的熱彎曲故障，進而對轉動部分原來的穩定狀態造成一定的破壞，最終產生摩擦振動故障。在這種情況下，汽輪機振動信號仍保持在工頻狀態，但是在轉子以及其他因素的作用下會經常發生分頻、倍頻以及高頻分量的現象，甚至有時還會有波形削頂這一異常現象的發生。另外，汽輪機轉子產生摩擦振動故障情況下，其振動頻率和幅值存在波動的基本特征，一旦這種故障存在時間過長，那么將會導致渦動現象的發生。

2 探討火電廠汽輪機振動故障排查維修措施

火電廠汽輪機運行中一旦發生故障應當立即對發生故障的原因進行分析，并根據分析所得的結果提出具有針對性的解決方案和維修措施，以切實保證汽輪機運行的穩定性和安全性，而針對以上常見的汽輪機振動故障，其故障排查和維修措施具體如下。

2.1 油膜振蕩排查措施分析

通過以上對油膜振蕩發生原理分析可知，如何提高軸承和轉子工作穩定性和安全性是故障處理的關鍵，而為了達到這一目的必須要減小二者之間相互之間的摩擦作用，這之間使用的壓力和濕度都是以潤滑油來實現，同時還應當減少潤滑動力的粘度值，以避免油膜承載力過大。在故障處理過程中切不可使潤滑油的粘度過大，以免影響油分布的均勻性，導致相互之間的摩擦力增加。另外，油膜振蕩故障還可以從減小軸瓦頂部間隙、增加上軸瓦軸承合金寬度、縮減軸頸和軸瓦接觸角等多種方式來進行解決。

2.2 汽流激振排查措施分析

通過對氣流激振故障產生原理分析可知，在進行該故障排查解決的過程中，首先應當對汽輪機轉子的穩定平衡狀態進行檢查分析，查看轉子質量是否和旋轉中心處于相同的運行狀態。另外，電廠技術人員在平常檢查過程中應當對汽輪機組轉子的振動運行數據進行詳細記錄，并與機組滿負荷狀態下的振動數據進行整合分析，制定轉子的振動曲線圖，通過對曲線的觀察和分析，可以判定轉子運行的狀態。

2.3 轉子熱彎曲故障排查措施

由于汽輪機轉子工作區域在蒸汽區，因此熱彎曲故障的發生較為常見，因此設計人員在進行設計的過程中應當使用耐腐蝕性強、耐高溫的材料作為機組轉子的制作材料。另外，如果汽輪機轉子發生了熱彎曲故障，技術人員應當立即將故障轉子取下進行更換，以徹底解決機組振動故障問題。

2.4 摩擦振動故障排查措施分析

通常情況下，汽輪機轉子運行的環境比較復雜，它在運行過程中不僅會受到高速旋轉和汽流沖擊作用力，同時高溫、潮濕以及高壓的工作環境會對轉子造成一定的破壞，影響機組轉子的安全穩定運行。因此，火電廠應當對轉子日常的保養和檢查工作給予高度的重視，一旦檢查過程中發現故障，維修技術人員應當立即采取解決措施，對產生摩擦振動的部件進行必要維修，而如果機組部件維修價值不高應當進行更換，以消除摩擦振動對汽輪機運行造成的不利影響。

3 結語

綜上所述，汽輪機作為火電廠發電系統的重要組成部分，對電廠安全穩定運行具有十分重要的影響作用。但是汽輪機運行穩定性會受到諸多因素的影響，尤其是振動故障問題的發生將會嚴重影響發電機組的正常運行，進而對電廠安全運行也造成一定的影響。因此，火電廠應當對汽輪機振動故障排查工作的進行給予高度的重視，特別是對一些常見的振動故障應當進行詳細分析，并制定針對性較強的解決措施，為電廠發電系統穩定安全地運行提供堅實的保障。

參考文獻

[1] 殷富倫.淺談火電廠汽輪機異常振動原因及處理措施[J].科技創新與應用，2015（27）：163.

[2] 陳可露.火電廠汽輪機異常振動原因及解決對策分析[J].中國新技術新產品，2016（15）：63-64.

[3] 徐杰強.淺析滇東電廠汽輪機真空度下降的原因和預防措施[J].中國新通信，2015（19）：110-111.