汽輪機軸瓦振動大原因及處理措施

鄧生順

摘要：汽輪機作為熱電廠發電機組的重要設備，直接影響著熱電廠的安全穩定運行。但在實際運行中，熱電廠汽輪機組很容易出現異常振動的故障，影響了電廠的正常發電。基于此，本文以汽輪機軸瓦振動作為研究對象，通過對汽輪機軸瓦振動產生原因進行分析，分別從機組膨脹與溫度改進、發電機電流與調門控制方式、停機檢查情況等方面詳細闡述汽輪機軸瓦振動的有效處理措施，從而保證汽輪機的運行質量，提高火電廠生產效率，實現企業的經濟效益與社會效益增長。

關鍵詞：汽輪機；軸瓦振動；措施

中圖分類號：TM12 文獻標識碼：A

引言

隨著社會經濟的發展，人們生活質量的提高，對電力能源的需求也不斷增加，同時熱電廠汽輪機組軸瓦振動問題的改進也越來越受到關注和重視。通常情況下，汽車機組軸瓦一般振動不會影響機組設備，但如果振動幅度過大就會造成嚴重的故障，對電廠供電質量產生不利的影響，因此必須采取有效措施加以解決。

1、熱電廠汽輪機組軸瓦振動原因

第一，是在機組制造過程中所產生的，也是結構方面的原因。主要是在對其結構設計中，存在很多不科學、不合理的現象。或者對其零部件加工時沒有嚴格按照相關標準和要求進行操作，使其質量等方面存在著一定的問題。因此，導致汽輪機轉子在實際應用中，難以達到使用的要求。或者轉子質量不平衡，出現一側離心力，進而引起汽輪機組軸瓦振動。從熱電廠汽輪機組軸瓦振動的原因來看，其中有70%的軸瓦振動是轉子質量不平衡引起的。這種原因主要是由制造商帶來的，也是汽輪機組軸瓦振動問題出現的源頭。例如，某轉子第一臨界轉速為1600r/min，而轉子第二臨界大于3000r/min，這樣轉子上存在第二階模態不平衡，一旦靠近3000r/min，就會使其振動幅度明顯加大。

第二，葉片變形及斷裂：在汽輪機運行過程中，大量葉片處于高溫高壓工作狀態下，工作環境惡劣，汽輪機經過長時間運行后，葉片會被水蒸氣腐蝕，發生變形甚至斷裂，這種情況會在兩方面增大軸瓦的震動。其一是高溫高壓氣體對故障部位進行摩擦，這會導致轉子發生不規則震動，加大軸瓦震動，其二是葉片變形甚至斷裂后，在汽輪機運行過程中，將不滿足轉子的受力平衡要求，導致轉子發生大幅劇烈震動。這種狀況需要被盡量避免，在進行機組檢查時需要重點關注。

第三，熱電廠汽輪機運行方面的原因。在汽輪機運行中，一些工作人員未按照相關標準與要求進行操作，進而對相關設備造成了一定的損害。另外，由于缺少潤滑油使其機組出現了變形等問題。一般來說，一旦潤滑油進油的溫度不到25℃，就會對油膜產生不良影響，很容易引起汽輪機組軸瓦發生異常振動。同時，潤滑油出油的溫度最好不要高于60℃，否則也會影響到油膜。此外，為了減少動靜間隙引起的振動，還需要選擇汽封間隙上下限值中偏上限的數值，確保汽輪機組穩定運行。

2、汽輪機軸瓦振動大的有效處理措施

2.1 發電機電流與調門控制方式

汽輪機軸瓦振動時發電機的電流會對振動造成一定的影響，主要產生在發電機側面的軸瓦上，這種振動從汽輪機一開始運行就存在，不是暫時性的，也不是突發的，所以根據實際情況可以排除這種隱患。

汽輪機操作人員可以對汽輪機調門進行控制方式的調整，如果調整后發現問題依然存在，這個時候可以用手持式振動儀器對汽輪機軸瓦振動進行測試，各個部位各個方向的振動情況都需要進行參數調查，將汽輪機軸瓦振動參數數值進行調整，隨后就會發現汽輪機軸瓦就地振動影響不大，并且沿著垂直和水平的方向開始測試，當汽輪機軸承的溫度處于一定范圍內的時候，就能判斷出來這也許是測點的問題，這個時候操作人員可以與熱控人員取得聯系，著手修理即可。

2.2 停機檢查汽輪機具體情況

當電熱廠汽輪機組軸瓦出現異常振動時，如果情況比較嚴重，可以將其停機，然后再進行全面的檢查。同時可以在停機的狀態下，將其振動的探頭拆除進行全方位的檢查。首先檢測振動探頭是否損壞，如果損壞，及時更換新的探頭。若探頭完好，則需要觀測其數值。一旦發現軸振數值在12μm到130μm間有波動，而且還具有一定的規律，通常情況下為20秒一個峰值，那么就可判斷該現象存在著一定問題，這時就需要進行深入的探究。一般情況下，其大軸出現最高點的概率比較大。可以通過對軸徑的最高點打磨，解決該問題。

2.3 機組膨脹與溫度改進措施

機組膨脹由多種原因引起，從形成原因角度可分為滑銷系統故障和溫度控制不合格，所以要避免發生機組膨脹，可以從這幾方面考慮，要對滑銷系統進行定期檢查，并在發現問題時及時修復和進行設施更換。而溫度改進需要從多方面入手，在汽輪機組運行前進行均勻預熱，并要對缸體進行保溫，除此之外，需要對潤滑油溫、軸封溫度和排汽溫度進行監測，當發現溫度不滿足工作要求時及時采取相應措施，可以通過建設自動控溫系統滿足這一要求。

2.4 重視剛度檢測

剛度主要是指汽輪機組軸瓦轉子支撐汽輪機組系統的剛度，其剛度直接影響著電熱廠汽輪機組的運作，若其剛度不在規定的標準和范圍內，會很容易導致電熱廠汽輪機組軸瓦出現異常振動的現象[2]。在汽輪機軸瓦轉子上，經常會出現轉子截面剛度不協調的問題，這時如果兩個轉子主軸方向剛度不一致，很可能會導致兩倍激振力的提升，進而會使汽輪機組軸瓦出現異常的振動。面對這樣的狀況，必須對剛度的檢測加以重視，只有使其達到相關標準和要求后，才可以投入使用，避免不必要的問題的發生。

結束語

為了提高經濟性和供熱能力，熱電聯產余壓利用汽輪機在熱電廠得到廣泛應用，但是其在設計、制造和安裝等環節的技術不是很成熟。在設計環節方面，熱電聯產余壓利用汽輪機前后汽封過短，使用傳統的梳齒式汽封會存在汽封漏汽的問題，為了提高汽封的密封效果，現場均采用接觸式汽封。但這樣做的弊端是汽輪機轉子與軸端汽封容易發生動靜碰磨，造成機組振動異常。因此，建議在設計階段，廠家應對該型熱電聯產余壓利用汽輪機的前后汽封進行改造；在安裝階段，安裝公司應按標準調整汽封間隙，合理布置進汽、排汽管道。

參考文獻

[1] 呂冬梅，牟法海，曹偉，王博磊，昃剛.汽輪機機組不穩定振動的原因分析與處理[J].熱力透平，2018，47（02）：157-161.

[2] 雷建軍.進氣方式對供熱汽輪機軸瓦振動的影響[J].現代工業經濟和信息化，2018，8（04）：50-52.

[3] 李永利，官江波，謝金土，潘瑞奎.國產超臨界600MW機組軸瓦振動大缺陷治理[J]. 電力安全技術，2018，20（01）：19-22.

（作者單位：習水電廠綏陽發電分廠）