火電廠汽輪機運行異常振動原因分析

李文峰

（中國機械設備工程股份有限公司，北京 100055）

火電廠汽輪機運行異常振動原因分析

李文峰

（中國機械設備工程股份有限公司，北京 100055）

火電廠在正常工作時需要的電能是非常龐大的，而給其供給這龐大電能的設備正是汽輪機。汽輪機在正常工作時可以保障火電廠的正常工作，而一旦其出現故障，就會直接使供電停止，還可能出現一些安全事故。為了避免這些事故的發生，相關的技術人員就需要對汽輪機進行事故檢查，看其是否有異常振動的發生，再由這些現象判斷汽輪機的工作狀態，如果出現異常就可以及時解決，消除潛在危險，保障正常供電。

火電廠；汽輪機；振動原因

在汽輪機工作時，要想查明其是否出現振動異常，就要對很多方面進行盤查，如進氣參數、油質的差異和油溫等。這些細節檢查起來也是非常復雜，檢修人員必須要對各種故障的原因及其振動聲音有清晰的了解，以此來辨別到底是出現了什么故障，然后針對故障出現的原因進行補救和搶修，這樣的檢修效率就會大大提高。一般的檢修都是由振動頻率、振動相位、振動穩定性和相鄰軸承相位這四個方面下手，循序漸進，找到問題所在，以下就是對汽輪機出現異常振動原因的探討和分析。

1 汽輪機振動監測技術概述

一般火電廠里的設備在發生故障前都會有相應的信號提示，儀器設備要出現問題是有預警的。設備在調試好后，是正常工作的，但在使用中，由于各方面的原因，會使其由正常狀態轉向不正常狀態，這個過程是動態的。所以需要及時的通過設備的振動聲音來辨別其是否要發生故障或是已發生故障，在多次的工作后總結故障規律，對其進行針對檢修，這樣才能更合理、高效的完成檢修任務。

由上述過程可以看出，在檢修人員對汽輪機進行檢測和檢查時，首先要明白汽輪機到底處于什么樣的狀態，它與正常工作時的狀態相比又有什么區別，通過對比和排查，要能夠及時發現其中存在的問題，對汽輪機的薄弱環節要重點檢修。汽輪機在進行狀態檢修時，不同于傳統意義上的故障維修和定期維修，它在經濟上可以減少故障維修和定期維修的成本，減少了因檢修產生各種風險。在使用上還可以延長各種設備儀器的使用壽命，使發電的可靠性大大提高。

2 分析火電廠汽輪機出現異常振動的原因

2.1 轉子受熱彎曲變形

通過實驗數據和經驗總結發現，轉子在工作時由于熱彎曲導致變形的原因有很多種，但通常情況下都是由于自身產熱太大，且不能很好的將熱量散發出去，這種熱積累就會使轉子發生應力變形。轉子對于整個機組是非常重要的，它一旦出現彎曲變形的情況，轉輪機組的工作就會發生異常的振動，一旦發生，就可能對其造成損害，嚴重的可能會留下不可補救的危害。所以只要按照相關的流程，檢修人員就能發現問題和解決問題。應對自己崗位有足夠的認識，有責任感，那么在問題出現時就能很好的處理，保障火電廠的工作順利進行。

2.2 汽流激振現象

出現氣流激振有兩個比較明顯的信號，一個是運行參數對機器振動的增強有較強的影響，并且這些增大的特征都是突發性的。二是會有大量值的低頻分量出現。出現這兩個特征，大多是不均勻的汽體對葉片造成沖擊，這就會導致氣流激振出現。

2.3 摩擦振動的原因

辨別摩擦振動主要有三個特征，一是發生摩擦的時候，會影響振動的波動特性，也就是幅值和相位，并且波動的持續時間也比較長。二是轉子由于受熱發生彎曲，產生不平衡力，對振動信號造成一些影響，不過主頻還是沒變。三是在進行降速快要接近臨界狀態時，其產生的振動要比提升速度大得多。

2.4 設備中的油膜發生震蕩

汽輪機的工作狀態受轉子轉速的影響很大，在大功率的情況下工作，會使汽輪機非常的不穩定，從而對其造成損害。最好是使轉子繞著軸線轉動，這樣它的重心就不會偏移，運轉起來也很穩定。除了這個還必須要讓轉子繞著平衡點渦動，這樣就能極大的減少出現油膜振動的概率，能夠使汽輪機正常的工作。

3 解決火電廠汽輪機異常振動的具體方法分析

3.1 解決轉子熱彎曲的措施分析

在進行設備裝配時，一定要保證各個部件的正確銜接，使用鋼絲找中心法可以對軸線進行校準，保證安裝的正確性。進行基礎安裝時，一定要將預埋件設置在縱向中心線的前后，再對可調整螺絲進行安裝，便于放置鋼絲架子。再順著縱向中心線的方向，找到適合懸掛鋼絲的地方。做完這些再對各個中心點進行找正，在測量鋼絲離洼窩中心兩側的距離時，要使用鋼皮尺，這樣比較精確。對準軸承座，仔細調節，使兩側的長度能夠相同，人為可控的誤差不能超過 0.05mm。在進行復測時，要用到水平儀，它可以進行橫向的找平。要把水平儀放到軸瓦洼窩結合面上，用斜墊鐵對其在豎向高度上進行適當的調整，要滿足現場的高低情況，還有軸承座的橫向水平也要滿足要求。在第三次找正修改時，要將整個汽輪機組排查一遍，需要找正的地方都更改過來。只有軸承安裝好了，其工作才能有條不紊的進行，不然就會出現受力不均勻的情況，發生異常振動，這樣不僅影響儀器設備的使用，還對火電廠的發電有影響。

3.2 汽輪機組汽流激振

在對汽輪機組進行汽流激振故障分析時，不僅要消耗大量時間去記錄機組的振動數據，還要將其滿負荷狀態下的數據繪制成相關曲線，通過觀察數據和曲線的走勢，來分析汽輪機的故障情況。調整負荷的速率，緩慢增加給水量，將得到的數據繪制成曲線觀察。汽輪機的負荷變化后，高壓調速汽門的一些性質也會隨之發生改變，而這些改變可以抵消氣流激振帶來的負面影響，使汽輪機正常工作。收集汽輪機在汽流激振中各種工作狀態的數據，仔細分析對比，采用合理的措施來規避汽流激振的負面效應，保障火電廠設備能安全的工作。

3.3 分析解決摩擦振動問題的措施

摩擦振動很難消除，因為所有的設備儀器在工作時，都會產生摩擦，有摩擦就會形成摩擦力，這是無法根除的。在例行檢查汽輪機時，針對內部的各個組件進行檢查，觀察部件之間是否存在摩擦，要是有，確定是動摩擦還是靜摩擦，這些都要分析清楚。除了檢查機組內部的部件，還要注意其在工作時，是否有摩擦聲傳出，聲音在超過一定范圍時，需要對其檢修。振動的頻率也要符合規定。如果有較大的異常噪聲傳出，那么相關的工作人員就要對其進行檢核，有故障的局部部件也要進行更換，以免影響其他的零部件。

3.4 解決油膜振動的措施分析

在汽輪機發生油膜振動時，當前流行的解決方法主要有以下五種。第一種，增加軸瓦比壓，有效控制油膜發生的振動。第二種，縮小軸瓦頂部的間隙，將上軸瓦的軸承合金寬度增加，這樣能有效減少振動頻率。第三種，將軸瓦和軸頸之間的接觸角度減少，當減少到一定范圍后，其振動就會減少。第四種，在機組中添加合適的潤滑油是非常有必要的，潤滑油要選擇動力粘度小的，這樣使用起來對機組的正面效益最大，可以極大的促進機組的工作效率，還不會有負面影響。第五種，利用平衡力原理，把設備中存在的不平衡力降到最低，當其相互平衡后，就不會發生加大位移，進而出現振動的概率降低。

3.5 利用傳感器進行有效的保護

在汽輪機內部有相關的監視和保護系統，這些都是為了監控汽輪機的工作狀態而設置的，一旦有故障發生，相關的信號報警系統和保護系統就產生作用，可以使汽輪機更加安全的運行。雖然目前機組內都安裝有各種監視和保護的措施，但對振動破壞的保護還不是很完善。應該在機組內部設置振動保護裝置，在其接近極限時啟動，發出特殊的信號傳給電路保護裝置，使其緊急停止工作，則相關人員對其檢測修復后，再開始工作。

4 對汽輪機異常振動故障原因查詢的幾點建議

4.1 原因分析應該注意的問題

發生異常振動的原因很多，但比較重要的就是振動頻率和相位的聯系，分析清楚這兩者就能找到異常振動的大致方向。在轉子工作時，要保證其能穩定輸出，就要使其質量平衡，還要檢測在其工作時是否和周圍部件有摩擦發生，對其進行全方位的監測，多維度的分析，按照流程查除故障，保障工作正常。

4.2 排除故障應該注意的問題

汽輪機發生的故障，大多是振動異常，在對其進行故障修復時，首先就要對其故障原因和特征進行分析，通過翻閱維修記錄，排查故障點，檢修零部件，掌握機組的工作狀況，確定是否需要更換新部件。其次，汽輪機異常振動原因是復雜的，在沒有準確定位故障位置時，不要急于拆解機組。先讓維修人員憑長期積累的經驗來判斷一下，把理論分析與經驗積累結合進來，以制定汽輪機故障排除的最佳方案，提高機組的維護效果。

5 結語

火電廠在工作時，難免發生故障，只要搞清楚故障的來龍去脈，就能做出具有針對性的應對方案。當然，在操作過程中，相關的檢修人員需要具備專業的技術知識，對各種故障的特征非常了解，能夠準確判斷故障點也是非常重要的。當前社會經濟發展迅速，人們也越來越離不開電，火電廠的工作也越來越重要，提高從業人員的個人能力，加強崗位責任意識，不僅為了保障火電廠工作順利進行，也是保障人們日常生活的重要因素。

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