淺談熱電廠汽輪機振動故障排查分析

王煥亮

齊魯石化公司熱電廠乙烯動力站

淺談熱電廠汽輪機振動故障排查分析

王煥亮

齊魯石化公司熱電廠乙烯動力站

現階段，我國大部分熱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，熱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。

熱電廠；汽輪機；振動故障排查

熱電廠的發展可以更好的滿足我國對電力供應的要求，可以保證人們用電的安全性，還可以保證電力系統運行的穩定性，有利于提高城市發展水平。汽輪機對熱電廠的發展有著較大的影響，所以，熱電廠的工作人員要做好汽輪機的保養工作，要加強對汽輪機的維修與維護。汽輪機在運行的過程中，各個部件會受到較大的磨損，有的部件還會出現變形問題，這些都是導致汽輪機異常振動的原因，會導致軸承座松動，影響了發電機組的正常運行，為了保證汽輪發電機組穩定的運行，技術人員要針對常見的異常振動故障原因，找到應對的措施，這樣才能節省維修的時間。

1 汽輪機組的振動概述

汽輪機組的振動是機組運行必須要監測的一個非常重要的參數，因為當機組振動超過規定范圍時，將會引起設備的損壞，甚至造成嚴重后果：(1)使轉動部件損壞。當機組振動過大時，會使葉片、圍帶、葉輪等各部件的應力增加，從而產生很大的交變應力，導致疲勞而損壞；(2) 使機組動、靜部分發生磨損；(3)使各鏈接部件松動；(4)直接造成運行事故。當機組振動過大，同時又發生在高壓缸端側時，有可能危及保安器誤動而發生停機事故。因此，機組運行中要嚴格檢測其振動值。近幾年來，大慶油田宏偉熱電廠機組頻繁出現振動大引起的停機事件，這就使得我們不得不引起對汽輪機組振動故障的重視。

2 淺析熱電廠常見振動故障

2.1 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。

2.2 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關系。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。

2.3 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。

2.4 油膜震蕩

油膜震蕩是汽輪機轉子在高速旋轉條件下產生的故障問題，也會影響轉子的穩定性。轉軸在旋轉時是圍繞軸線進行的，當轉子出現失穩現象后，軸線會圍繞平衡點進行渦動，渦動的頻率一般為轉子轉速的1/2。如果渦動的速度達到臨界轉速時，共振會增大，嚴重時還會出現比較激烈的振動。油膜震蕩還會引起機組振動，當振動的轉速增加后，振幅也會大大增強。

3 分析熱電廠汽輪機振動故障排查維修措施

3.1 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，查看轉子質量中心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。

3.2 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。

3.3 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，熱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。

3.4 油膜震蕩故障的排查措施分析

在機組出現油膜震蕩時，可采用以下解決措施：①增加軸瓦比壓；②減小軸瓦頂部間隙或增大上軸瓦軸承合金的寬度；③減小軸頸與軸瓦的接觸角，通常可減小5°～10°；④降低潤滑油動力粘度。例如提高油溫或選用粘度較小的潤滑油等；⑤用平衡的方法將轉子原有不平衡分量降至很小。

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