消除現代汽輪機振動增大的有效對策

李繼軍　馬琳

摘 要：汽機運行中，如果發現機組振動增大，可以根據汽機振動的特點，金，盡快判斷出汽機振動增大的原因，并根據原因找出有效的措施，防止汽機動靜摩擦碰膜，造成汽機設備損壞事故，甚至于不安全的人身事故，這是研究汽輪機振動的主要目的。本文主要介紹汽輪發電機組啟動和運行中的振動類型、引發振動原因、振動帶來的影響以及應當及時采取的對策等。

關鍵詞：汽輪機；汽機振動；對策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.224

振動是直接關系到汽輪發電機組正常運行的一項重要技術指標[1]。近年來，隨著電廠工藝技術的發展：機組向著高參數高容量方向發電，機組的自動化程度也越來越高；自動化程度的提高，必然要求設備的可靠性增強，機組參數的提高和容量的增加，使得機組軸系增長，機組振動增大的可能性增加，并且一旦發生事故，造成的經濟損失也巨大[2]。

本文主要研究分析在汽輪發電機組運行中造成機組振動的原因、振動給機組以及機組運行帶來的影響、以及通過哪些方法和措施來應對這些影響。

1 影響振動的原因

引起機組振動的原因有，（1）、汽輪機金屬的溫度差異；（2）汽缸、轉子出現熱變形現象；（3）潤滑油溫的高低變化；（4）臨界轉速過長；（5）汽輪發電機組部件問題等等[3]。

2 針對汽輪發電機組運行中產生的振動的對策

機組振動是機組運行工作中不可避免的，它既是有危害的，那么，在機組投入運行過程中，要實施切實可行的辦法防止危害發生，以保證機組的基本正常運行。針對上面所說的幾種影響因素，有以下幾種對策。

2.1 針對機組上下缸溫差大的對策

汽機上下缸溫度偏差大，機組又要盡快啟動，根據啟機安排，提早投用軸封，啟動真空泵保持真空在49Kpa左右，最好不要太高。這樣采用自然冷卻方式來降低汽輪機上下缸溫，一般要50個小時左右，當上下缸溫降到49攝氏度以下，基本可以保證機組的正常啟動。

2.2 針對機組汽缸、轉子運行工作中溫度的變化的對策

在機組啟動過程中，為了縮小法蘭內、外壁溫差，可以適當地運用法蘭螺栓加熱裝置，使法蘭的溫度變化和上汽缸溫度的變化相適應，從而使汽缸法蘭的熱變形變小[4]。

在機組啟動前，要校驗、測出轉子熱彎曲值，通常不準大于原始值的0.02mm。如果熱彎曲值大就要延長盤車時間，查上下缸溫差，看疏水是否暢通無阻，或將高壓缸封口，并注意其壁溫變化（每15min抄缸壁溫度一次，分析缸壁溫度的變化情況，若投用快冷裝置，開大電加熱，提高空氣溫度，當其高于中壓缸上缸內壁溫度，投用快冷裝置，減小溫差），只有當彎曲值降低到正常范圍后，盤車電流變化小，汽機內部又沒摩擦聲，才可以啟動機組。并且，在機組啟動時，運行人員首先投用測振裝置，否則汽輪機不應啟動；其次，在沖轉前，全面檢查大軸晃動度、汽缸和法蘭各部件的溫差、蒸汽參數在要求范圍內，否則嚴禁沖轉。再者，選擇合適的暖機轉速，把轉速穩定在各階段臨界轉速的振動靈敏區之外。

2.3 控制潤滑油溫

在機組啟動和運行中，要根據機組的運行狀況，把溫度穩定在最佳區間（39-44攝氏度之間）。并且在啟機前做好準備工作，檢查要徹底到位。一般沖轉過程中，要保持潤滑油溫度穩定在40攝氏度左右。

2.4 控制轉速

根據機組特性，確定汽輪機的暖機轉速，原則上要使汽輪機的暖機轉速要離轉子各階臨界轉速200r/min以上。

2.5 檢測、控制軸封部件間的情況

在開機過程中，要緊密關注汽輪機的軸振和瓦振，盡量增加暖機時間，對于上汽的超超臨界機組，一定要等X準則滿足后，才可以走步下去。根據進入機組的進汽量，保證軸封供汽壓力適合，潤滑油溫正常，發電機入口風溫正常，并網后立刻接負荷，讓受熱較少的部件盡快加熱膨脹，使熱應力符合啟動要求。根據汽輪機振動的原因，查詢汽輪機引起振動的具體原因。根據振動產生的集中原因，在找振動的主要來源時要注意以下幾個因素：確定振動的頻率是哪階的。振動的相位的變化及相鄰軸承相位的關系。振動的穩定性怎樣（指隨負荷、轉速、勵磁電流、溫度等的變化是否變化）。例如：汽輪機轉子質量不平衡會有下列現象：升速時振動與轉速的二次方成正比，轉速高振動大[5]。尤其在國臨界轉速時，軸承的振動一般比其他情況下要大。此時振動的相位一般不發生變化。振動的頻率穩定（在振動沒有引起動靜磨擦的情況下），而且重復性較好。根據振動特征與日常檢測維修記錄等多方面分析，找出原因。另外對于一些原始設計上就有缺陷的機組，要做好準備，并銘記故障點，如果出現情況，首先檢查設計缺陷部件，如果設計缺陷部件正常，再找其他的原因。

3 結語

振動直接影響著機組的安全運行，因此，只要機組出現異常振動，就要及時找出引起振動的原因，采取措施將其消除，嚴謹在正常超過正常運行值的情況下讓機組繼續運行。盡管機組運行中產生振動的原因多樣、復雜，但也有規律可循，只要及時發現問題并解決，就有可能避免事故的損失及傷害。

汽輪機異常振動是汽輪機正常運行時的常見問題。在進行此類故障排除時，不用急于停機、拆解機組，首先要根據故障特征來分析故障，找出故障點后再查看汽輪機維修記錄，確認故障點零部件情況。如故障點零部件是更換不久的部件，要再次確認故障點，確認后方可進行處理。通常短期內進行過維護保養的部件出現故障概率遠遠小于維護時間長的部件。很多情況下，判斷故障的類型，需要維修人員長期積累的檢修經驗，因此，人才是第一要素，要加強檢修人員的培訓和技能知識傳授，這是提高機組穩定性的一個行之有效的途徑。

參考文獻：

[1]沈維道，童鈞耕.工程熱力學[M].北京.高等教育出版社，2007.

[2]黃樹紅.汽輪機原理[M].北京.中國電力出版社，2008.

[3]承紅，王金平.大型火電機組集控運行與事故分析[M].北京：中國電力出版社，2012.

[4]淮南市電機工程學會.火電機組典型案例技術分析及防范措施[M].北京.中國電力出版社，2012.

[5]謝超，張蕾蕾.125MW汽輪發電機組軸承振動偏大的原因分析及處理[J].中國電力，2007，40（10）：24-27.