汽輪機組振動故障問題的分析和措施

【摘 要】振動故障是汽輪機運行過程中經常出現的問題，如果對振動故障處理不及時，就可能會產生非常嚴重的后果。本文針對凝汽式汽輪機組的故障，探討其在工作過程中產生振動故障的原因，振動故障的危害以及振動故障的處理措施，為今后汽輪機組的維護和檢查工作起到指導作用。

【關鍵詞】汽輪機；振動故障；故障處理

0 引言

近年來，伴隨著國家經濟的快速發展，能源環保和資源重復利用問題顯得尤為重要，凝汽式汽輪機憑著節約燃料，提高經濟性的優勢，得到越來越廣泛的應用。因此，維護和保養凝汽式汽輪機的安全性已作為維護運行部門最重要的任務。在汽輪機的正常工作過程中，振動故障是隨時產生的，如果對振動控制不嚴格，會造成非常嚴重的后果。本文對凝汽式汽輪機組進行研究，探討其在工作過程中產生振動故障的原因，振動故障的危害以及振動故障的處理措施，為以后機組的維護查修工作起到指導作用。

1 振動故障原因及危害

1.1 振動故障原因

導致凝汽式汽輪機組振動故障的因素有很多種，主要的因素一般包括設計、制造水平問題，運行過程維護和保養問題，以及安裝技術和檢修技術問題等，這些因素之間的影響是相互的，本文將從幾個最主要的因素進行探討，具體如下：

1.1.1 汽輪機組設計和制造問題

由于目前技術不夠先進，導致零部件加工精度和工藝達不到設計要求，使汽輪機轉子不能滿足設計精度，在進行高速和低速平穩試驗時達不到合格要求，在一側產生離心力，引起汽輪機組振動故障。

1.1.2 安裝過程中的問題

安裝工藝的精度對機組振動會產生非常大的影響。首先是對軸承的選擇，軸承自身的特性，如強度、剛度以及預緊力等，這些都必須在選擇和安裝過程中符合現場要求；其次是嚴格保證汽輪機中心的同心度；第三是各個零部件之間的間隙問題，如果零部件間隙過大，容易引起零部件之間的相互碰撞，如果零部件之間的間隙過小，會加劇零部件之間的接觸力，產生靜碰撞。第四是連接銷系統問題。當汽輪機運行時間過長時，各個零部件之間會產生膨脹，連接銷系統也不例外。由于時間過長連接銷中潤滑油缺少，機組的變形就會受到限制，引發汽輪機振動故障，此種故障在機組工作中經常遇見，因此應足夠重視其危害性。

1.1.3 汽輪機運行維護和保養問題

同樣會引起機組的振動故障問題還有維護和表揚問題。例如前面所說的汽輪機的熱膨脹問題，這是由于人為因素造成的，在開機過程中也會出現這種故障。潤滑油的油溫在軸瓦內會在旋轉的過程中形成油膜，油膜的形成會極大影響轉子的穩定性，及其容易導致機組的振動。汽輪機排氣缸溫度的控制不當直接會影響軸承的高度，也會引起發電機組振動故障。

1.2 振動故障危害

汽輪機在生產系統中起到心臟的作用，其工作異常直接影響到整個生產系統的正常運轉，牽動著人們的生活。所以，對于機組的振動異常更不能小覷，力爭做到早發現早解決。然而，在生產過程中，很難確定汽輪機的潛在危害點和危害發生的幾率，置于危害程度的大小更不得而知，下面針對凝汽式汽輪機振動故障危害作一分析。

1.2.1 密封不嚴的危害

密封不嚴導致的機組振動異常的故障率占40%以上，主要是振動使低壓端部軸封遭到破壞所致。由微小空隙進入低壓缸中的空氣，使真空度降低；相反，高壓端部分較大的漏氣量致使轉子彎曲，蒸汽滲入潤滑油系統，潤滑油純度不足，油質乳化。

1.2.3 汽封破壞的危害

隔板與隔板之間要采用汽封的方式進行密封。如果一旦汽封被破壞，增大的漏汽量加大了各級間的壓力差，使轉子產生了軸向推力。

1.2.4 滑銷系統損壞的危害

當機組發生較大振動時，滑銷承受巨大沖擊力，機組就會發生不均勻熱膨脹，造成過大的擠壓力，損壞滑銷系統。

1.2.5 耐疲勞強度減弱的危害

轉動部分是汽輪機機組的核心機件，振動致使其疲勞強度降低，造成工作不能正常運行。

1.2.6 系統擺動不穩定的危害

振動不正常也會造成調速系統的部件磨損嚴重，遲緩率增加，使調速系統擺動不穩定。

上述故障的出現可以證明：汽輪機的安全經濟運行取決于機組能否正常、規律的振動。汽輪機復雜的振動一直成為國內外學者高度關注的問題之一，找出振動的原因，如何精確確定發生振動的部位，采取何種解決方案，發生振動會危及到其它部位，哪些零部件以及危害大小，都是當今在技術上亟待解決的問題。

2 振動故障的處理措施

振動問題直接影響汽輪機組的正常工作，其復雜度不容忽視。針對工作現場汽輪機可能產生的振動故障問題，提出了如下應對措施：

2.1 材料剛度檢測

剛度檢測是重中之重。技術人員對汽輪機數據采集，及時數據處理，并與標準數據進行對照做出判斷。掌握工作剛度范圍、共振條件和剛度極值點。做到技術人員不離機組，實時監測，防患于未然。其次，機組帶負荷和空載試運行必不可少。為確保汽輪機順利工作，發生異常振動的幾率降低，新安裝或檢修后的機組應經過帶負荷和空載試運行，測試密封、汽封、滑銷系統等均達到合格標準，才可以投入生產。

2.2 設置智能化監測裝置

設計并安裝智能化監測裝置是汽輪機發生振動異常的有效措施。對正常監測困難點安裝各種傳感器設施，監測振動情況，及時報告工作異常點。同時，有序地安排技術人員，及時處理發出報警部位機組，杜絕擴大損壞，以免造成事故。

2.3 安裝振動保護裝置

當智能化監測裝置監測出異常振動點后，會發出報警信號，通過自動控制裝置命令振動保護裝置自動切斷電路，關閉主汽門，緊急停機。于此同時，技術人員采取拯救辦法，保護機組設備安全。

凝汽式汽輪機支撐國家能源環保事業的快速發展，隨著機組容量的增大，汽輪機安全、穩定運行顯得更加重要。對不可避免的振動問題應采取有效地解決措施，以免造成重大的安全事故。同時對汽輪機設置智能化監測、保護裝置必不可少。

3 結語

汽輪機振動會對整個系統產生非常不利的影響，能夠帶來極大的不安全隱患，對人們正常的生產生活帶了極大的不便。因此，在以后的汽輪機運行使用和維護過程中，我們要嚴格進行檢查，避免產生振動故障。在汽輪機組的設計、制造，運行維護和保養，以及安裝和檢修過程中，各個方面都做到精益求精，實時監測，及時發現振動問題并解決問題，確保機組的正常運行使用，為國家的經濟發展起到帶動作用。

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[責任編輯：丁艷]