火電廠汽輪機異常振動的原因及改善措施探討

韓慶海

（山東南山鋁業股份有限公司，山東煙臺 265713）

0 引言

方家山可以為我國居民的日常生產生活提供更多的電力能源，在其建設過程中，汽輪機設備是管理重點。為提高區域內的供電水平，在汽輪機的使用過程中需要對其進行定期的檢查和維護，發現和解決設備運行狀態下的各種問題，并分析和探討導致故障的原因，從而制定科學有效的預防措施，降低故障的發生概率。火電廠的管理人員需要全面監測汽輪機設備，從多個方面徹底排查故障原因，并根據設備的實際運行情況對故障進行有效處理[1]。

1 火電廠汽輪機異常振動的原因及現象

1.1 摩擦振動故障

在運行過程中汽輪機會發生摩擦振動現象，通常這種現象對設備自身影響不大，但是會轉子產生影響。因為在摩擦振動過程中，由于受熱不夠均勻轉子會出現熱彎曲的情況，這樣就容易失去原有的轉動平衡，進而影響汽輪機設備的正常運行，甚至會引發異常振動故障[2]。

1.2 轉子劇烈振動故障

在運行過程中，轉子自身的轉速會對設備的運行狀態產生一定影響。如果設備的運行功率較大且轉子的轉動速度不斷加快，就會導致設備出現振動加劇等問題，對設備造成損害。為避免因轉子轉動故障引發油膜的振蕩，就必須保證轉子始終圍繞軸線進行運動，確保轉子運行時重心更加平穩[3]。

1.3 氣流激振故障

設備運行期間機組的負荷會不斷增加，超出標準數值時軸振動會迅速增加，低于標準數值時振動會減小。振動的頻率與轉子的臨界轉速聯系性較強，產生的氣流激振屬于正向的渦動，一般產生于高壓轉子區域，也有可能出現在再熱的中壓轉子區域。

形成氣流激振的主要原因是設備在運行狀態下氣道內部的氣流不夠均勻，導致葉片的受力存在異常。一些大型機組在運行時，氣流膨脹的區域位于葉片的末端。另外，在運行時如果氣流路徑出現異常就會引發氣流激振故障，在處理軸封時如果嚴密性能不足也會導致氣流激振故障的發生[4]。

1.4 轉子受熱彎曲變形故障

汽輪機設備的轉子在受熱時會出現彎曲和變形等現象，也會導致設備出現異常振動問題。轉子的受熱彎曲和變形受各種因素的影響，例如，如果轉子運行時自身的散熱性能存在問題，各個組件的熱量比較高，會引發變形問題。設備在運行期間，水汽和冷空氣會進入到氣缸區域，在摩擦的情況下會產生大量的熱，這會導致轉子出現變形。一旦轉子出現彎曲和變形現象，就會對機組的運轉產生影響，引發異常振動故障。維修人員很難及時發現和解決這些問題，這就會影響設備的正常運行，甚至還會損壞設備。

受熱之后轉子的軸彈力會發生改變，轉子的運行失衡、離心相位也會發生改變：如果軸彈力和離心力能夠相互抵消，轉子的運動幅度會減小，不會對設備造成破壞；如果兩種作用力無法抵消甚至出現疊加的情況，則轉子會出現大幅度的振動，設備在運行時就會存在比較嚴重的噪聲問題[5]。

1.5 異常振動現象

對火電廠的設備進行調試時，需要引進更加先進的技術和設備，保證最終調試結果的準確性。調試工作完成之后，設備可以進入正常運行狀態。一旦設備出現異常，設備能夠發出警示信息，避免設備遭受嚴重的損壞。但是因為火電廠的生產環境比較復雜，設備在運行時會受到區域內各種因素的影響，需要選派專業的人員對設備進行全方位監測，一旦發現設備出現異常情況就要對其進行處理。監測人員要具備故障排查的經驗，可以根據設備的運行聲音判斷設備是否存在故障。

對設備進行檢查時，維修人員要檢測設備的運行狀態，對異常情況進行排查和分析，查看設備是否存在薄弱區域，并對其進行妥善的處理。對設備進行狀態維修時，要盡可能縮短工作時間，降低維修成本[6]。

2 火電廠汽輪機異常振動問題的改善措施

2.1 摩擦振動故障

汽輪機設備在運行時，難免會出現摩擦問題，這是因為各個構件在運行情況下會出現接觸和摩擦，無法對其進行徹底消除。如果摩擦現象比較嚴重，就會導致設備出現異常振動故障。因此要對設備內部各個部件進行全面檢查，查看是否存在靜摩擦和動摩擦等現象。如果摩擦時運行噪聲比較大，需要對設備進行檢修。在對因為摩擦產生故障的設備進行檢修和更換時，要保證摩擦現象不會對其他元件造成干擾。

2.2 轉子劇烈振動故障

在對這一故障進行處理時，需要增加軸瓦的比壓，還要減小油膜的振蕩。維修人員可以對軸瓦的軸承合金寬度進行適當調整，并且縮小軸瓦頂部的孔隙，從而降低故障的發生概率。在對軸瓦和軸頸的接觸角度進行調整時，盡量減小接觸角，可以選擇動力黏度比較小的潤滑油將其添加到機組中，提高機組的運行效率，降低振動的影響。在改善轉子平衡問題時，要盡量將轉子中的不平衡作用力降到最低，以確保轉子穩定的運行狀態。

2.3 氣流激振故障

運行狀態下，設備一旦出現氣流激振故障就會對各個元件的運行產生不良影響。排查這一故障時，需要根據設備運行數據繪制曲線圖，對故障的發生情況進行全面分析。解決故障時，需要調整負荷速率和給水量，并全面采集調整時產生的數據信息、描繪設備的運行曲線。不同的調整形式會產生不同的激振效果，因此要對記錄數據進行對比、查看能否抵消氣流激振故障，從而選擇最佳的調整方式，避免故障干擾汽輪機組的運行。處理激振問題時，為避免故障發生時帶來的負荷范圍，確保設備保持正常的運行狀態，應盡可能地降低負荷率。

2.4 轉子受熱彎曲變形故障

（1）安裝設備時，應選擇更加專業的人員嚴格按照設計要求進行，以提高安裝作業的質量。維修人員可以利用鋼絲對鋼線進行校準，提高安裝的精確性。

（2）在縱向的中軸線前后區域，可以設置預埋的位置。還要做好螺絲的調整工作，可以設置鋼絲架對其進行妥善處理。

（3）使用鋼皮尺工具時，可以全面測量洼窩兩側的長度、使兩側的長度相等，并開展復測工作。

（4）要選用水平儀器進行橫向的找平，可以在洼窩面上放置水平儀器，在豎向區域對其進行合理調整，確保軸承座的水平符合安裝的要求。

（5）對機組進行排查時，發現機組存在故障時要對其進行及時調整。需要注意的是，只有在所有的設備都被校準之后，才能開展安裝工作。

（6）設備安裝之后，要保證軸承能夠保持橫向和縱向的穩定，避免設備在運行時由于 轉子受力不均而出現異常的摩擦。

（7）還要解決轉子的熱彎曲現象，只有這樣才不會對設備的運行產生較大影響，才能確保發電工作的穩定。如果轉子異常現象比較嚴重，則需要及時更換轉子，以徹底排除故障。

3 結語

綜上所述，火電廠的汽輪機設備在運行過程中，經常會出現異常振動故障。在對其進行處理時，維修人員需要選用正確的診斷方法，對故障現象進行科學判斷，還要對設備內部結構進行改良。一旦汽輪機在運行時出現了這類故障，維修人員需要對異常振動的本質進行迅速判斷，并且制定針對性的維修措施。管理人員還要根據這項設備的運行特點，制定科學合理的檢修制度，降低這類故障的發生概率，提高火電廠汽輪機設備的運行質量和效率，創造更多的綜合效益。