汽輪機振動故障的原因分析與處理

張瑞華

摘 要：隨著經濟和社會的高速發展，電力系統需要滿足人們日益增漲的需求，電力企業也隨之面臨更多挑戰。汽輪機是電力系統中必不可少的設備，汽輪機的穩定運行直接關系到電力負荷情況，電力系統的穩定運行，對整個城市的經濟發展都會產生直接影響。因此，電力企業為了維持電力系統的穩定運行，提出對汽輪機的養護，在此過程中電力企業也會提升自己在本行業的競爭力度。本文將從汽輪機振動故障方面進行闡述，主要內容包含對故障原因的分析，在此基礎上提出解決措施。

關鍵詞：汽輪機；振動監測；故障原因；故障排除措施

汽輪機在電力系統中所起到的作用毋庸置疑，對于居民用電也有著直接影響，工業生產中各項電力器械的運行更是離不開電力系統穩定運行的支持。為例確保電力系統的穩定運行，有必要對汽輪機進行定期的檢修與保養。汽輪機振動故障是汽輪機故障中比較常見的故障，也會對汽輪機產生較大影響的故障。本文將針對該故障進行原因分析，并在此基礎上提出相應的解決措施。

1 汽輪機振動故障原因

1.1 轉子質量不平衡

汽輪機振動故障存在多種原因，其中最為常見的為轉子質量不平衡。轉子質量不平衡在汽輪機振動故障中占得比例高達80%，剩下的20%也不能認為完全與轉子質量不平衡沒有關系。分析轉子質量不平衡的原因可以總結為以下幾個方面：①材料的不均勻；②制造、設計和安裝過程出現偏差；③使用過程中沒有對轉子進行定期養護導致材料受損。轉子質量不平衡會使轉子的慣性主軸與旋轉軸線出現一定程度偏離，在這種情況下轉動轉子，離心力顯然難以維持平衡，必然會出產振動的現象，從而使汽輪機發生故障。

1.2 轉子熱彎曲故障

轉子熱彎曲故障也是汽輪機振動故障中比較常見的故障原因，汽輪機運行中轉子高速運轉會產生熱量，轉子因此處在一個受熱的環境下，受熱情況可能會導致轉子發生一定程度的熱彎曲，進而對轉子的平衡產生進一步影響。分析熱彎曲故障的原因，主要為以下兩方面：①汽輪機轉子本身材料不均勻，冷卻系統故障等；②發電機轉子熱彎曲各零件銜接的不均勻或者轉軸內應力過大。

1.3 液壓設備故障

液壓設備故障往往是受到汽輪機振動故障影響，當汽輪機出現振動時，液壓設備可能會因此而出現滲漏現象，出現滲漏現象后又會反過來影響汽輪機加重振動故障。此外，液壓設備的材質也可能對其使用情況造成影響，材質不均勻或者鑄造過程帶來的不易發現的隱患，都可能會導致液壓設備滲漏。液壓設備需要維持長期的運行，長期運行可能會使其處于超負荷狀態，導致液壓設備的外殼出現裂痕或缺口，從而出現滲漏現象，從而對汽輪機造成影響出現振動故障。

1.4 氣流激振對振動造成影響

汽輪機的異常振動很大程度上是受到氣流激振的影響，汽輪機對振動比較敏感，各種因素都可能會對其產生影響，當汽輪機組受到不平衡氣流影響時，振動幅度和頻率都會受到影響，從而出現故障。與此同時，汽輪機在受到不平衡氣流影響時還可能使原本正常運行的汽輪機組出現大量值的低頻分量，從而使汽輪機振動故障出現。究其原因，首先，汽輪機組在受到不平衡氣流沖擊時會打破原來的運行狀態，其次，在加大規模的發電機組內部，如果末級比較長，汽輪發電機組的葉片就會受到影響，會出現膨脹，進而可能會導致氣流激振現象的發生，最終對汽輪機造成不良影響。

2 汽輪機振動故障解決措施

2.1 針對轉子質量不平衡問題

根據對轉子質量不平衡的原因分析提出以下解決措施：首先，轉子材料選擇上應該選擇符合相關標準和要求的材料，避免偷工減料等；其次，在轉子的設計、制造和安裝環節需要請專業的的人員和團隊來進行，本單位執行人員必須具有該方面的專業素養；然后是在使用過程中要嚴格按照相關的操作流程、操作標準和操作要求來進行，并定期進行設備的養護，防止人為原因對設備質量平衡造成不良影響。通過全方位的努力來減少質量不平衡因素對汽輪機振動故障的影響。

2.2 針對轉子熱彎曲現象的解決措施

轉子熱彎曲主要涉及到兩個方面：汽輪機轉子彎曲和發電機轉子彎曲。針對不同的故障要采取不同的處理措施。首先，針對汽輪機轉子彎曲故障應該要首先考慮汽輪機轉子的工作環境，汽輪機轉子通常是在高溫高壓環境下工作，這種工作環境必須要對轉子受熱均勻度提出要求，均勻受熱可以有效避免熱彎曲現象，只會使轉子的長度增加。對于發電機轉子的彎曲故障則要將側重點放在汽輪機內部的疏通工作，因為在發電機的轉子振動與冷卻介質有關聯時，主要原因可能是汽輪機內部出現堵塞，必須進行及時疏通，才能確保轉子的質量不受損害。

2.3 針對液壓設備滲漏問題的解決措施

液壓設備滲漏會對整個發電機組造成影響，如果不能妥善處理發電機組就要停止運行，這對電力企業來說會造成重大的經濟損失。因此針對液壓設備滲漏問題，必須要有可實施的解決措施，首先企業應該加強處理該類故障的能力，提高處理該類故障的技術水平。其次是要對液壓設備滲漏有正確的認識，液壓設備的材料本身就是比較特殊，如果出現滲漏現象采用一般的焊接技術無法達到預期的修復效果，如果企業不具有解決該類故障的能力就要考慮換掉設備，但是這樣會給企業增加成本投入，并且消耗更多時間，降低經濟效益，企業應該做好故障出現的完全準備，提前準備高分子復合材料及專業人士，隨時做好處理故障的準備。

2.4 針對氣流激振的解決措施

氣流激振是在發電機運行過程中隨時可能產生的現象，汽輪機組受其影響產生振動，要減少氣流激振對汽輪機振動的影響，運行人員需要對發電機組的運行負荷情況進行充分了解，通過對高壓調速氣門的調整來消除氣流激振的現象，從而防止汽輪機的異常振動，維持汽輪機的長時間穩定運行，最終提高發電機的工作效率。

3 結語

綜上所述，汽輪機振動故障受多種因素的影響，其中包含其本身一些材料的影響，人為因素的影響及長期運行設備老化等影響，不同原因的單獨作用或多重作用導致汽輪機振動故障。在電力企業中，可以根據日常的工作經驗和專業的技術團隊，對電力設備中汽輪機進行定期進行維護和保養，對可能出現的故障進行逐一排查，并且隨時做好處理故障的準備，確保汽輪機可以穩定運行，幫助電力企業長期穩定運行。

參考文獻：

[1]蔣國華.汽輪機振動的原因分析及處理[D].華東理工大學，2017.

[2]席偉明.汽輪機振動分析與診斷技術[J].現代制造技術與裝備，2016（03）：117-119.