火力發電廠汽輪機振動常見故障分析

徐海燕

（山東南山鋁業股份有限公司，山東 龍口 265713）

1 火電廠汽輪機的工作原理和運行現狀

火電是傳統的生產方式，也是當前我國最主要的能源產出形式，火電廠對技術要求非常高，整個運行過程中，需要各種設備相互配合，才能形成有效的運行，保證良好的供電用電質量。火電廠中的汽輪機是最核心的設備，在運行中起到重要的作用，汽輪機工作原理較為復雜，主要是通過將鍋爐燃燒產生大量的蒸汽送入汽輪機內部，經過一系列環形配置噴嘴和動葉，將蒸汽熱能轉化為汽輪機轉子旋轉機械能。

圖1 汽輪機示例圖

2 火力發電廠汽輪機振動的常見故障原因

2.1 系統內存在管路雜質

1）汽輪機系統在制造安裝過程中，系統設備及管路中會滯留一些雜質，如纖維、焊渣、鐵屑、漆皮、鐵銹等；2）系統在負壓運行時有入侵的污染物，如粉塵、泥沙；3）潤滑油長時間高溫高壓運行產生膠質、積碳等；4）系統在檢修維護或補油時會帶入一些雜質、垃圾；5）系統涂層脫落物以及金屬表面產生腐蝕物，如氧化鐵、硫化鐵等。

2.2 供油系統斷油

汽輪機在高溫高壓下高負荷長期工作，需要供油系統提供安全保障，供油系統必須在任何情況下，不論汽輪機運行、停機或發生事故，甚至當發電廠斷電時，都應能確保供油。對于高速旋轉的汽輪機發電機組，哪怕是短暫的供油中斷，也會引起重大事故。

2.3 機組在運行中中心不正引起的振動

1）汽輪機啟機過程中，若暖機時間不夠，升速或者加負荷過快，將引起汽缸受熱膨脹不均勻，或者滑銷系統有卡澀，使汽缸不能自由膨脹，將導致氣缸相對于轉子發生歪斜；2）機組在運行當中如真空下降，將引起排氣溫度過高，后軸承上抬，破壞機組的中心，引起振動；3）機組在進汽溫度超過設計規范的條件下運行。將使脹差和汽缸變形增加，這樣會造成機組中心移動超過允許的限度，引起振動。

2.4 轉子質量不平衡引起的振動

1）彈性彎曲而引起的振動。這種振動表現為軸向振動，尤其當通過臨界轉速時，其軸向振幅增大得更為顯著；2）油膜不穩定或受到破壞而引起振動。這將會使軸瓦烏金很快燒毀，進而將引起因受熱而使軸頸彎曲，以至造成劇烈的振動；3）機組發生摩擦而引起的振動；4）水擊而引起的振動。嚴重發生水沖擊，甚至燒毀推力瓦。

3 火力發電廠汽輪機振動常見故障產生的危害

3.1 軸封的磨損

將造成其密封的破壞，導致外漏氣的增大，蒸汽在進入軸系以后，潤滑油中由于混入了大量的水分，從而破壞了油膜，軸瓦烏金熔化，進而造成漏氣損失。當隔板汽封受到震動影響而出現磨損時，將會使得級間漏氣程度加深，轉子上的軸向力加大，進而引起推力瓦烏金的熔化現象，機組的整體運行受到影響。

3.2 滑銷系統

汽機脫銷系統作為整體機組的重要組成部分，對于固定汽輪機汽缸與軸承外殼具有重要的作用，另一方面，如果汽輪機在運行中發現受熱或者冷卻現象，脫銷系統可以進行調整使得機組膨脹或者收縮。

3.3 發電機勵磁機部件松動、損壞

汽輪機的異常振動還會造成發電機部件的松動與損壞，造成設備整體的運行受到影響。汽輪機的異常振動威脅著機組的安全高效運行，但汽輪機的振動是一個復雜與極具專業性的問題，這也就造成了必須對于汽輪機的振動情況引起重視，實時監測，及時發現振動異常現象，并加以分析及解決。

4 火力發電廠汽輪機振動常見故障控制措施

4.1 控制系統全面優化

汽輪機控制系統是優化的主要環節，從重點設備做好全面優化，也是保證電廠運行的主要目的。從現實運行情況看，多數火電廠內部單元機組控制對象基本是兩種類型，一是鍋爐，二是汽輪機，只有全面保證二者之間的協調性，才能確保機組穩定安全的運行，二者存在密不可分的關聯。鍋爐具備大慣性蓄熱能力，汽輪機具備超強負荷速度，兩個設備的運行穩定決定火電廠的運行效率，也就是說，二者在汽輪機控制系統中起到相互制約的作用。

4.2 建設水循環利用系統

水循環利用系統是當前最主要的優化方式，要通過合理的利用，使周圍相關污水處理廠得到發展，可以進行市場化合作，將這些水資源作為汽輪機組循環運行的冷卻水，保證設備及時冷卻需求，這樣做不但能夠保證設備良好運行，更有效降低水資源的浪費提高水資源利用率。

4.3 提高故障預警、分析能力

由于汽輪機的異常振動是較為常見的現象，而異常振動又是故障預警的標志，異常振動說明了機組存在問題，安裝的不合理等都可能造成異常振動。因此，為防止汽輪機的異常振動現象，可以通過對新安裝與檢修的設備進行試運行，測試各種軸承振動等的標準，在測試通過以后再進行使用。

5 結語

綜上所述，汽輪機的正常振動對于整體機組的正常運行具有重要的作用，實現了對機組的安全控制，確保了生產的正常進行，對于整個電力與供汽系統而言就有重要的意義。