對火力發電廠汽輪機振動異常的分析及其故障判斷

黃永亮 張曉旭

(1.哈爾濱電氣股份有限公司，哈爾濱 150001； 2.哈爾濱電氣動力裝備有限公司，哈爾濱 150001)

對火力發電廠汽輪機振動異常的分析及其故障判斷

黃永亮1張曉旭2

(1.哈爾濱電氣股份有限公司，哈爾濱 150001； 2.哈爾濱電氣動力裝備有限公司，哈爾濱 150001)

通過分析火力發電廠汽輪機設備振動異常故障的原因，提出了相應的解決對策及注意事項，以供參考。

火力發電廠；汽輪機；振動異常；故障判斷

Abstract: By analyzing the causes of abnormal vibration of steam turbine in thermal power plant, the corresponding countermeasures and precautions are put forward for reference.

Keywords: Thermal power plant; Steam turbine; Vibration abnormality; Fault judgment

火力發電廠，汽輪機作為其最為重要的組成部件，其性能是否安全穩定，對確保整個火力發電廠的正常運行有著至關重要的作用。進一步加強對火力發電廠汽輪機振動異常故障的研究，可以更加清晰地了解并掌握汽輪機振動的相關技術。

1 對火力發電廠汽輪機振動檢測技術的分析

對于火力發電廠而言，無論是哪一個機械設備發生故障，都會表現出相應的預兆，而這些預兆多半表現為振動聲音與噪聲。恰恰是這些異常聲音才最為直接地體現出了機械設備的某一部位存在故障。汽輪機無論是軸承出現損壞，還是哪個部件出現損壞，在損壞之前都會發出異常聲音，這就表明了該機械存在故障。火力發電廠的技術人員可以充分利用現代化檢測技術對汽輪機實施監視，及時發現汽輪機故障位置，清楚掌握汽輪機發生故障的原因，采取有針對性的解決措施。這種方法恰恰是檢測汽輪機故障最為原始的方法，是汽輪機在工作運行狀態下進行的監測工作。這個過程也能夠更好地觀察汽輪機的運行狀態與變化，及時發現薄弱環節，采取針對性措施。這不僅能夠降低汽輪機故障的發生頻率，還能夠節約汽輪機的定期維修費用，大大提升汽輪機的使用效率與使用壽命。

2 火力發電廠汽輪機振動異常原因

2.1 油膜振蕩造成汽輪機振動出現異常

如若汽輪發電機的轉子在油膜上飛速旋轉，勢必極易丟失其穩定性，且在旋轉過程中與軸線、平衡點渦動都有著密切的關聯，造成油膜的振蕩問題。在渦動頻率上軸線就是在轉子轉速的一半左右，因此也稱之為是半速渦動。一旦轉速出現了重合問題，那么半速渦動效用就會被不斷放大，產生更為激烈的振動問題。

2.2 氣流激振造成的汽輪機振動異常

汽輪機一旦發生氣流激振，就說明汽輪機發生了較為明顯的故障。當汽輪機運行的實際負荷超過了某一個負荷臨界點時，軸振動就會迅速增加，反之則亦然。如若在高壓或者再熱中壓的轉子端出現汽流激振位置，那則是因為葉片遭受了不均勻氣體沖擊而造成氣流激振問題。通常來講，大型汽輪機組的末級葉片往往較長，所以極易發生膨脹問題，進而造成流道發生紊亂現象。機械設備的軸封時常會發生氣流激振問題。

2.3 轉子熱彎曲給汽輪機造成的振動異常問題

汽輪機轉子如若出現了熱變形問題，那就極易造成汽輪機振動異常。這是因為轉子發生熱變形以后，其振幅往往呈現出幾何增長態勢，且熱變形情況與轉子的實際溫度、蒸汽參數有著十分密切的聯系。絕大多數熱變形主要發生在汽輪機組仍在轉動的情況下，尤其是在開啟汽輪機組后，轉子溫度也在迅速升高，轉子材料在熱力的不斷作用下就會發生熱變形，轉子規則也會發生一定的變化，且無法從工作狀態進行切合，促使汽輪機組不正常振動問題的出現。

2.4 摩擦振動而造成的汽輪機振動異常

摩擦振動主要表現在兩個方面：其一是轉子在發生熱彎曲以后，出現了全新的不平衡力，此時工頻仍然是振動信號的主頻。其二就是在摩擦時，振動幅度、振動相位都會有所波動，且波動時間會持續較長時間。

3 火力發電廠汽輪機振動異常故障的解決對策

要想確保火力發電廠能夠正常工作運行，就應該做好汽輪機設備的日常維修與檢修工作。尤其是當汽輪機設備出現了異常振動問題時，更應該及時采取有效解決措施加以解決，只有如此，才能夠為人們提供更加高效的供電質量，更好的服務于人們的工作生活。

3.1 油膜振蕩故障的解決對策

汽輪機在實際運行過程中極易出現油膜振蕩故障，技術人員必須及時采取有效措施加以解決。面對油膜振蕩故障問題，其解決對策較多，如：可以增高軸瓦比壓予以解決，可以減少軸瓦頂部間隙或者增大軸瓦軸合金寬度予以解決，可以縮小軸頸與軸瓦之間的接觸角予以解決。但需要注意的是，接觸角不得過小，必須控制在300～400。可以將潤滑油的動力黏連度減少，可以調整轉子的原有不平衡位置到平衡狀態上。

3.2 汽流激振故障的解決對策

如若在實際運轉中汽輪機出現了汽流激振故障，無法及時予以解決的，需要經過一段時間的調查與分析才能夠有效解決。所以，當汽輪機發生汽流激振以后，必須要統計并記錄相關數據，用圖標的形式將其表現出來，通過對圖標的觀察與分析，發現其內在規律，從而找到有效的解決對策。

3.3 轉子熱彎曲故障的解決對策

在汽輪機運轉一段時間以后，由于熱力作用轉子有可能發生彎曲，影響到汽輪機的正常運行。此時，必須及時更換全新的轉子，從而解決轉子熱彎曲故障問題，確保汽輪機的安全穩定運行。

4 查找火力發電廠汽輪機振動異常故障的注意事項

4.1 在汽輪機振動異常故障分析時應注意的具體問題

汽輪機在實際運行過程中發生振動異常故障，那么在分析其異常故障出現的根本原因時，就必須全面考量振動相位、振動頻率及二者之間呈現出來的關系以及振動的穩定性。這是因為汽輪機轉子的動平衡都難以得到保障，那么實際的測量結果勢必也無法得到保證。

4.2 在汽輪機振動異常故障排除時應注意的具體問題

如若火力發電廠的汽輪機發生了振動異常故障，就必須及時予以解決，否則就會嚴重影響到電網穩定，給用戶的實際用電帶來巨大困擾。在汽輪機設備的實際工作過程中，振動異常故障常常發生。所以，火力發電廠的技術人員必須準確掌握并了解汽輪機故障的具體排除方法，了解在排除過程中應該注意的具體事項。在發生振動故障問題時，首先應詳細了解振動故障發生的原因，并且進行全面翔實的分析，做好相應的記錄之后，對發生振動故障的汽輪機組零部件進行檢查，替換出現問題的零部件，做好相應的記錄工作。對造成汽輪機振動異常故障的相關因素要系統地逐一排查，這是因為汽輪機所發生的振動異常故障其誘發原因較為復雜，且需要檢查的內容也十分繁重，所以，當汽輪機設備出現振動異常故障時，在沒有準確判斷是哪個部件出現問題時，不能急于拆除設備的相關部套。要進一步強化技術人員自身的實踐經驗，做好相關業務技能培訓工作，從而使施工技術人員能夠通過自身的實踐經驗及時準確判斷出汽輪機所發生的振動異常故障情況，有條不紊地予以高效解決，切實提高汽輪機設備的實際維修水平，降低汽輪機振動異常故障率。

5 結語

火力發電是現如今電力供應最為主要的方式，是人們日常生活所需電能的重要提供者。也正因如此，進一步促進火力發電廠的安全穩定對提高人們的生活用電質量而言有著至關重要的影響作用。確保火力發電廠汽輪機組的安全穩定運行，這是因為汽輪機組是實現供電的根本所在。火力發電廠的技術人員應該切實掌握汽輪機振動的相關技術，不斷分析并總結汽輪機振動故障的相應排除技巧，及早發現在運行過程中汽輪機設備存在的異常問題，以此為基礎保證火力發電廠的正常運行。

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Analysisofturbinevibrationabnormityinthermalpowerplantanditsfaultjudgment

HUANG Yong-liang1, ZHANG Xiao-xu2

(1. Harbin Electric Co., Ltd. Harbin 150001, China; 2. Harbin Electric Power Equipment Co., Ltd. Harbin 150001, China)

TM621

A

1674-8646(2017)17-0046-02

2017-06-23