汽輪機異常振動分析與有效排除

麥遠華

摘 ?要：在旋轉式蒸汽動力裝置中，汽輪機是非常重要的設備，在機器運行當中，會出現振動的現象。振動也是判斷汽輪機運行是否正常的標準之一。當出現振動異常時，就說明汽輪機出現了故障。汽輪機振動的原因有很多，為了保證機器的正常運轉，要根據汽輪機的異常振動原因進行分析，并根據實際情況進行解決。本文主要就解決汽輪機異常振動的方法進行了分析。

關鍵詞：汽輪機;異常;振動

引言

振動是汽輪機在運轉過程中，出現的必然現象。有的振動是正?，F象，有些振動是異常振動。所以，振動是鑒定汽輪機正常運轉的證明。如果汽輪機有異常振動，有可能是工作時間過長或者內部元件的損壞。當然，引起汽輪機異常振動還有很多原因，我們要根據汽輪機異常振動的原因進行具體分析，找到有針對性的解決方法，保證汽輪機的安全運行。

1常見的汽輪機異常振動形成原因

汽輪機是電廠中三大設備之一，當轉子損壞或者潤滑油系統發生故障時，就會形成異常振動。根據汽輪機異常振動的幾種常見原因，進行一些簡單介紹。

1.1轉子熱變形會導致不正常的振動現象

轉子熱變形會導致汽輪機運轉時產生不正常的振動現象，這是一個比較常見的現象。我們知道，機器在運轉時，由于摩擦會產生熱量的上升，汽輪機也不例外。汽輪機中的轉子在高溫環境下運轉，由于材料或者氣缸上下受熱不均等方面的原因，轉子就會變形，這時轉子周圍的各個零件就會變得比較接近，動葉與靜葉之間就會發生碰磨。汽輪機的動靜碰磨，就會使汽輪機產生異常振動的現象。

1.2油膜振蕩引發異常振動

汽輪機的異常振動有可能是油膜振蕩產生的。汽機的轉子軸徑小于軸承的內徑，因此在轉子和軸承之間就形成了鍥形的間隙，當潤滑油進入軸承后，在鍥形間隙內就形成了油膜。當汽輪機高速運轉時，轉子的速度也越來越快，油膜和油頸之間的力，要大于其他對油頸產生的力，就會造成油頸位置變化，產生一個弓形渦動力，作用在油膜上，就會讓油膜發生變化，產生振動。還有一點，油膜產生的這種振動現象，即使是汽輪機正常的運行，也會出現。因為潤滑油的高速流動，把力作用在油頸上，作用力和反作用力相互作用，汽輪機就會產生振動。

1.3汽流激振引發異常振動

汽輪機運轉時，會由于氣流激振的原因引發異常振動。這是因為，汽輪機是由靜葉和動葉組合而成的，在最后一個環節中，由于傳輸距離長，汽輪機的葉片由于熱蒸汽或者熱度原因，會產生膨脹現象，就會產生這種現象。為了判斷汽輪機的異常振動是不是因為熱蒸汽激振引起的，可以從三個方面進行判斷。第一方面，對汽輪機組的低頻分量進行記錄，低頻分量記錄過高，就有很大可能是氣流激振引起的異常振動。第二方面，是由于運行參數設置的不合理，壓力和溫度的不匹配，導致突然的振動現象。例如：運行的負荷參數設置過低，導致振動的出現。第三方面比較特殊，是由于不正確的配氣方式導致的[1]。

2排除汽輪機異常振動的方法

2.1排除汽輪機的汽流激振現象

當汽輪機發生異常振動時，根據汽輪機的狀況，首先要確認是否汽流激振引起的故障。汽輪機的氣流激振現象要通過具體的數據進行分析，然后畫出振動曲線圖，確認無誤后，找出適當的方法解決這一問題。所以，當汽輪機在運轉時，出現異常振動后，確定是汽流激振引起的振動，就要根據它的特性進行問題的解決。例如：當出現了汽流激振現象時，要觀察汽輪機的運行狀態。為了排除汽輪機汽流激振，可以適當降低汽輪機的負荷，讓汽輪機運轉時，躲開汽流激振的負荷范圍。

2.2排除汽輪機的轉子熱變形問題

在如何排除汽輪機的轉子熱變形這一問題時，首先要明白轉子受熱變形的原因。然后，根據原因找出解決方案，進而徹底解決問題。我們知道，當汽輪機剛沖轉時，汽缸的溫度比蒸汽的溫度較低。當汽輪機的進汽參數不斷升高，轉子的溫度也會不斷的提升，當溫度持續升高時，產生的熱應力有可能使汽輪機振動加大，轉子的線圈脫落或者變形，使汽輪機工作過程中產生異常振動。所以，根據這一情況，我們應該采取汽輪機的滑移層增強功能的手段，解決這一問題。具體做法就是，將轉子表面進行滑移材料——聚四氯乙烯材質整體覆蓋，目的是保證汽輪機的轉子匝線能夠伸縮自如，避免熱量過高引起匝線脫落的現象。在汽輪機異常振動時，如果轉子因熱量過高而變形，根據實際情況，可以直接更換轉子，進而解決汽輪機的振動異常的問題，徹底解決轉子受熱變形的故障。

2.3排除汽輪機摩擦振動故障

在解決汽輪機摩擦振動故障這個問題時，首先要清楚汽輪機在運行過程中，摩擦是不可避免的。但是，要盡最大可能減少摩擦引起的汽輪機振動狀況。下面有幾種常見的現象，供大家參考學習。1.當摩擦引起了汽輪機異常振動時，要停止汽輪機的升速或者升負荷，避免出現汽輪機大軸永久性彎曲問題。2.當汽輪機運行時，由于摩擦的原因，出現臨界點轉速過低時，就要及時打閘汽輪機。3.在摩擦前提下，汽輪機轉速超過臨界值時，就要延長汽輪機的運轉速度，通過摩擦增大磨合間隙的作用，進而提升速度。4.當汽輪機摩擦在負荷運行中出現問題時，就要對汽輪機的振動情況進行觀察：（1）正常運行，隨時監控汽輪機的振動變化;（2）振動幅度不斷增加時，就要降低汽輪機負荷，甚至打閘汽輪機，避免摩擦造成振動故障[2]。

3異常振動檢查步驟

在汽輪機運行的過程中，會出現很多的問題，最為常見的就是異常振動，它包括瓦蓋振動和大軸振動。想解決這樣的問題，就要根據發生的原因進行分析。比如：根據振動的特性和原因，找出解決方法。首先，我們要確定振動的頻率，多分為 1X，2X，1/2X 等。其次，對振動相位的變化進行分析，還有每個軸承之間的相位關系和變化進行仔細的研究和分析。然后，觀察設備工作時的穩定性。例如：勵磁電流變化的穩定性，葉片溫度的變化，電網負荷變化的大小等。最后，觀察汽輪機轉子是否保持平衡。這里有相對應的理論進行測評：1.升速過程中的振動數據;2.轉速數據。用數據1和數據2的平方進行比例，如果成正比，換句話說就是轉速平方和升速的數據，同為上升，就證明汽輪機轉子出現質量不平衡現象。還有，當汽輪機運轉超過臨界值時，振動會相對臨界值內大。舉個例子，假設此時的振動頻率為 1X，如果振動相位不變，那么就保證了振動的穩定性，證明摩擦力也是在正常范圍內;如果相鄰軸承的相位相同或者相反，就保證了器械運轉的穩定性，同時也保證了振動的重復性。在進行故障排除時，要根據檢修過程中發現的問題，對振動特性進行總結，盡快找出原因進行解決。還有，在器械設計過程中，要有危機思想，對容易出現問題的地方要及時進行修改，出現問題后，要對可能出現問題的零件，系統進行排查并找出癥結所在，進而解決問題[3]。

結束語

在汽輪機運行的過程中，會出現很多的故障。最常見也相對復雜的故障就是汽輪機異常振動。這種故障的產生是有很多原因的，故障的產生也是受到很多方面影響的，例如：轉動軸過熱;轉子使用時產生偏差，不能維持平衡;零件之間摩擦等?？偠灾?，汽輪機在運行過程中出現故障，就要找到故障原因，然后進行停機處理，保證電廠汽輪機的正常運行。

參考文獻

[1]申海川，李劍釗，郭慶成等.船用汽輪機特征線譜控制及應用[J].熱能動力工程，2019（01）：58-61.

[2]陳子濱.關于發電廠汽輪機組軸承振動原因分析及處理的探討[J].科技風，2019（04）：144.

[3]李金印.電廠汽輪機運行優化措施探討[J].科技風，2019（03）：175.