電廠汽輪機常見振動故障形態分析與研究

張世明

摘 要 電廠汽輪機是電廠生產系統中的重要組成部分，但是因為其本身組成結構較為復雜，加之應用外部環境存在一定特殊性，所以經常會發生各類故障。基于此，本文立足于電廠汽輪機角度，分析了汽輪機工作基本原理，研究了汽輪機常見的氣流激蕩以及轉子熱轉彎等振動故障形態，并提出了有效的故障解決方法。希望可以推動我國電力事業穩步發展。

關鍵詞 汽輪機;氣流激蕩;摩擦振動

引言

近幾年，隨著我國科技水平的不斷提升，各類大型、高精度機械被應用到生產當中，設備在發揮作用的同時，也在給使用者帶來困擾，設備故障維修便是其中之一。就電廠汽輪機而言，振動故障是常見故障，如果不能及時發現、判斷與解決，將會影響電廠生產系統正常運轉。因此，對電廠汽輪機常見振動故障形態分析與研究有著鮮明現實意義。

1電廠汽輪機工作原理

1.1 汽輪機盤車裝置

汽輪機盤車是整個設備當中的重要組成部分，其本身運動過程較為復雜，簡單而言，可以盤車作用原理總結為以下內容：電機通過運動，帶動各個齒輪進運動。就目前盤車應用情況而言，主要分為兩種形式：第一種是自動投入，設備中的油泵會產生油壓，油壓在達到一定數值之后就會向盤車控制系統發送啟動信號，接收信號之后，盤車打開電磁閥帶點，促使各個此輪相互咬合與轉動。第二種是手動投入，手動投入模式與自動投入模式的工作原理有相同之處，都是通過油泵產生油壓，向盤車控制系統傳遞信號，之后手動投入模式需要搬動拐臂杠桿促使齒輪之間相互咬合。

1.2 蒸汽機

對于汽輪機而言，內部的蒸汽機其實可以看作是一種動力機，在蒸汽機的作用下，通過不斷選裝，將各種能量將會轉化成機組運行所需能量。應用功能較為強大，所以不僅會被應用被當作原動機進行使用，也會被當作壓縮機來使用。

總的來說，電廠汽輪機的工作原理可以總結為以下內容：設備應用不同作用力，促使相對物體進行做功。作用力包含很多種，既可以是沖擊力也可以反向作用力。前者被用來提升設備機械能，后者被用來改變物體運行狀態。

2電廠汽輪機常見振動故障

科技與經濟的共同發展，促使現階段各類機械設備被制造和應用，多種多樣的設備在提升生產效率與質量的同時，也在增加故障種類以及故障發生概率，如果在正常生產過程中，設備因為故障停機，將會造成不同程度的損失與危害。從故障形成角度而言，造成故障的原因有很多，例如溫度、濕度以及壓力等，不同原因最終產生的故障類型不同，但是振動故障是最為常見的一種，嚴重情況下會導致設備停止運行。

2.1 氣流激蕩

氣流激蕩是振動故障中較為常見的一種，產生原因有很多，其中設備葉片內部壓力是最為主要的一種。葉片在正常運行過程中，本身會產生固定形態的氣流，因此，葉片周圍的氣壓較為穩定，當外來氣體進入之后，將會破壞此種穩定狀態，進而導致氣流混亂，形成氣流激蕩現象，在混亂氣流作用下，設備會發生異常振動[1]。不同類型設備產生氣流激蕩的概率存在差異性，其中大型設備產生氣流激蕩的概率要高于小型設備，這主要是因為大型設備的末級更長。

2.2 轉子熱轉彎

對于汽輪機而言，轉子的作用十分重要，是促使汽輪機持續產生機械能的重要構件。而在電力生產當中，汽輪機運動以及在外部環境的影響下會發熱，這些不均勻的熱量作用到轉子之上就會導致轉子發生形變，此時轉子進行轉動，就會產生異常振動。異常振動故障大小，將會由轉子材質所決定，材質不均勻發生彎曲的可能性就會增加，形變程度也會加大。

2.3 摩擦振動

轉動過程中，轉子之間將會發生摩擦，進而引起設備異常振動。從設備應用角度而言，零件之間的摩擦是一種常態，之所以在摩擦之后會產生異常振動，主要是因為轉子之間的摩擦點分布不均勻，摩擦時導致轉子不同位置的溫度變化存在差異性，進而產生異常振動。

3常見振動故障排除方法

作為一種較為常見的故障，異常振動會引起很多種類型的機組故障，因此，在故障檢修中必須做好故障原因分析，具體而言，需要去確定故障機組，故障狀態下的運行頻率;確定機組內部異常故障位置等，只有分析透徹，才能保證故障原因確定準確。

針對上文提出的故障問題，本文提出常用故障處理方法：針對第一種異常振動問題，要求技術人員充分記錄設備各個階段運行數據，尤其是設備在滿負荷狀態下的運行數據，以求可以從數據分析中獲取設備振動變化關系。處理方法主要范圍兩種，一種是對負荷率進行變化，另一種是避開氣流激蕩負荷范圍[2]。對于第二種問題，常用處理方法為直接更換轉子，可以在短時間內消除故障。基于汽輪機轉子質量不平衡會有一些現象諸如：振動的穩定性很差等，根據上述特性找出摩擦厲害的部件，進行修復。日常檢測維修時應該充分利用記錄的數據進行振動具體情況詳細分析，確定故障發生的部件，并及時排除故障。

4結束語

綜上所述，因為汽輪機本身結構較為復雜，在電力生產中經常需要進行熱能、機械能的轉換，最終引起各種故障。針對設備振動故障來說，在檢修過程中應該的采取多種方法進行故障分析，急于拆解機組并不能提升故障處理效率，反而會增加故障處理難度與時間，要求技術人員可以具有責任心，不僅需要做好故障處理，而且需要做好設備日常運維。

參考文獻

[1] 遲警.基于小波包與改進DE-ELM的汽輪機振動故障診斷研究[D].吉林：東北電力大學，2016.

[2] 馮永和.離心壓縮機汽輪機（103JT）的振動故障分析和研究[D].蘭州：蘭州理工大學，2014.