電廠發電機振動故障及處理

李丹東

摘 要：電廠發電機在工作過程中會出現各種異常故障，對發電機的工作性能產生影響，嚴重時還可能會引發安全事故。異常振動是發電機故障中的一種常見問題，本文對電廠發電機異常振動故障進行分析，并且提出發電機振動故障處理和預防方法，旨在提高發電機正常運行水平。

關鍵詞：電廠發電機 振動故障 解決方法

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082 （2017） 04-0223-01

引言

振動故障是發電機運行過程中的常見故障類型，通常是由于發電機的轉動部分不平衡、電磁方面或機械故障引發的，在電廠運行過程中發電機的工作性能以及工作狀態對電廠的工作有十分重要的影響，提高發電機運行質量必須要從預防發電機故障著手。發電機振動故障帶來的影響比較大，在日常運行過程中必須要找到發電機振動故障的原因，及時做好檢修維護，以減少發電機故障發生率。

一、電廠發電機異常振動的危害

振動是發電機在正常的運行狀態下的一種正常現象，這種振動是一種有規律的振動，而且振動的幅度不會太大，因此對發電機的運行產生的影響也是在允許范圍之內，所以不會造成其他事故。但是在運行過程中對于一些異常振動，超出發電機的承受范圍，則會導致發電機運行穩定性受到影響。發電機異常振動帶來的危害主要有以下幾個方面：第一，振動會導致發電機組連接處的部件出現松動，例如地腳螺絲發生松動或斷裂；第二，異常振動會導致發電機基座的二次澆灌體發生松動，從而使得基礎處出現裂縫；第三，異常振動會導致發電機的通流部分的封軸裝置相互摩擦，出現嚴重的磨損，并且造成設備主軸彎曲；第四，導致滑銷磨損，嚴重時還會影響發電機的熱膨脹能力，造成嚴重的安全隱患。第五，異常振動會導致發電機的轉子護環出現松動和磨損，嚴重時會造成芯環破損和線路的絕緣磨損現象，引發短路故障和接地故障。

二、電廠發電機常見的異常振動

電廠發電機組的異常振動是一種較為常見且復雜的運行故障，產生異常振動的原因是多種多樣的，例如發電機本身的質量問題和介質問題，如油溫、油質、疏水等因素可能會導致異常振動，外部操作不當也會導致異常振動。

1.氣流激振造成振動異常

由于氣流激振是引起發動機異常振動的主要原因，當發電機受到氣流激振影響的時候，機器會出現兩個特征，一個是發電機的振動比較敏感，很容易受到各種運行參數的影響，而且振動幅度增大、突發性特征明顯；另一個是在發電機設備運行過程中會出現較大量值的低頻分量。氣流激振主要是由于汽輪發電機組的葉片受到不平衡的氣體流沖擊，從而產生的振動，另外，一些規模體積較大的發電機組，其末級比較長，在汽輪發電機組的葉片膨脹末端也可能會產生氣流流道紊亂的現象，進而造成氣流激振，引起發電機組的異常振動。

2.摩擦振動

由于摩擦導致的異常振動在發電機組運行過程中也比較常見，發電機組的摩擦振動主要有幾個特點，第一，在振動的波形中會出現少量的分頻、高頻以及倍頻分量，主要是由于轉子熱彎曲產生了不平衡力，并且受到振動摩擦產生的非線性因素和沖擊的影響，從而使得振動信號出現異常；第二，摩擦振動的持續時間較長，當摩擦比較嚴重的時候還可能會導致振動的振幅不斷增大；第三，在發電機組降速的過程中如果存在摩擦振動，則會導降速過臨界時的振動與正常情況下的升速相比較而言更大一些，當機器停止工作之后大軸的晃度比較高。

3.轉子故障帶來的振動

發電機組的轉子在轉動過程中，轉子上的每個質點都會產生離心力，如果轉子的轉動過程不平衡，則每個質點的離心力是不能相互抵消的，因此導致離心力不平衡，從而可能會導致異常振動。另外，轉子在工作過程中會出現熱變形，發生熱變形的時候轉子的振幅明顯增加。造成發電機組轉子熱變形的主要因素有兩個，一個是由于發電機組轉子的溫度異常，當發電機組工作一段時間之后溫度會升高，材質的內應力也會隨著溫度的升高而釋放，從而導致發電機組轉子出現變形。另一個是由于蒸汽參數的影響，當發電機組轉子在運行過程中受到蒸汽參數影響的時候也會導致轉子出現變形，主要有臨時性完全變形和永久性完全變形兩種，對發電機組運行產生嚴重影響。

三、發電機組振動故障的處理

1.電廠發電機組振動異常的故障檢測

在電廠發電機組工作過程中經常會出現各種異常振動現象，在進行振動故障處理的過程中，應該首先要對故障進行檢測，根據振動故障發生時的頻率波形的變化特點、頻率的變化情況等對振動故障的原因進行分析，同時觀察振動相位的變化情況以及相鄰軸承的相位間的相互關系，對發電機組運行過程中的轉速、溫度、負荷等各種參數進行分析，將其與正常工作參數進行對比，作為故障原因的分析依據。例如當發電機組的轉子質量存在偏心時，轉速升高時也會導致設備的振動頻率升高，進而轉速越來越大、振動也越來越大。再比如對氣流激振故障進行確認，需要對較長時間內機組每次發生異常振動的相關數據進行記錄，并且對發電機組在滿負荷條件下的運行數據進行記錄，做出數據曲線圖，對曲線圖的走勢及變化趨勢進行分析，確定發電機組在氣流激振發生時的工作狀態。電廠工作人員應該要及時做好發電機組設備的振動特性，隨時觀察發電機組的異常情況，并且做好記錄，對故障進行排除。

2.對發電機組異常振動問題進行解決

發電機組異常振動故障的診斷分析是解決振動故障的重要前提，針對不同的故障，要采取不同的方式進行處理。主要包括以下幾個方面：第一，對汽流激振引起的發電機組異常振動，可以根據發電機組的不同負荷，對高壓調速汽門的特性進行調整，從而使得氣流激振被消除，減少異常振動。還可以降低發電機組運行過程中的升降負荷的變化速率，并且對負荷的范圍進行改變，從而減少氣流激振危害。第二，對轉子異常情況進行處理。通常情況下轉子的不平衡狀態是通過頻譜圖來顯示的，對于發電機組而言，應該要綜合考慮各種因素對轉子的影響，比如出現異常振動的是剛性轉子，則應該要對轉子的最大轉速進行確定，并且對轉子的轉速進行對比，得出具體的診斷結論。同時還要區分出具體的相位，當轉子的相位與頻率保持一致，則可以判定是基礎共振，如果發電機組上的各個質點的離心振幅有差速，則可能由于轉子不平衡造成的，對此可以加強對轉子的轉速控制，使得轉子保持相對平衡，減少轉子不平衡帶來的異常振動故障。第三，減少摩擦故障。發電機組的轉子在振動摩擦的情況下會產生渦動或抖動現象，因此在發電機組工作過程中要積極加強對摩擦現象的控制，例如由于缺乏潤滑油導致摩擦嚴重，因此在發電機組正常運行過程中要隨時觀察機組的潤滑油是否充足，及時進行補充，減少發電機組中各個元件之間的摩擦現象。

3.做好發電機組的日常維護管理

在發電機組的正常工作過程中，正常的振動并不會帶來嚴重危害，為了減少異常振動，必須要積極加強對發電機組的日常維護管理，維修人員要定期對發電機組進行檢測，對各種硬件進行測試，一旦發現問題要及時維修，如果發現硬件已經不能滿足生產所需，則應該要及時對硬件設備進行更換，并且對更換之后的發電機組進行調試，確保沒有問題之后再投入使用。其次，維修人員要做好維修記錄，對發電機組的維修工作進行檔案化管理，對于每次維修的過程、時間、結果等都要詳細記錄，便于維修工作交接，確保發電機組的維修沒有遺漏。

結語

綜上所述，電廠發電機組在日常運行過程中會出現自然有規律的振動，但是由于其他原因的影響以及發電機組設備本身的老化問題，機組也可能會出現各種異常振動。發電機的異常振動是一種較為復雜的故障，其產生的原因是多種多樣的，在電廠運行過程中應該要及時加強對發電機組的維修養護管理，及時進行監測，一旦發現有異常振動故障，要及時分析故障的類型、成因，并且對故障進行解除，以提高發電機組工作穩定性。

參考文獻

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