關于工業(yè)蒸汽輪機振動故障的處理措施研究

郝德云，孫祖君

（陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西靖邊 718500）

關于工業(yè)蒸汽輪機振動故障的處理措施研究

郝德云，孫祖君

（陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西靖邊 718500）

蒸汽機是工業(yè)生產(chǎn)中的重要設備，由于結(jié)構(gòu)復雜，并且易受到環(huán)境和各組成系統(tǒng)的影響，所以汽輪機振動帶來的故障隱患不但影響到正常運行，甚至會帶來危險。

汽輪機組；振動故障；處理措施

1 蒸汽輪機簡介

1）一般情況下，汽輪機主要由旋轉(zhuǎn)部件和固定部件構(gòu)成，包括葉輪，軸耦合，葉片，上下氣缸，軸承，分離器，前后支座，調(diào)節(jié)氣閥和徑向、止推軸承，盤車裝置等。它的主要作用是將熱能轉(zhuǎn)換為機械能。

2）汽輪機組是一種超精密設備，運行條件為高溫高壓，它的出現(xiàn)給蒸汽機帶來了速度快和連續(xù)性好等的特點。

2 工業(yè)蒸汽輪機振動故障分析

2.1 自身變化引起的振動

（1）安裝準確度：一般都有二次灌漿澆注質(zhì)量不好，管道法蘭連接明顯錯位，汽輪機滑銷系統(tǒng)裝配調(diào)整不當，對中不好這幾種形式。準確度包括根據(jù)實際情況確定安裝各項因數(shù)，如強度，剛度，預緊力等，而保證安裝的各項因數(shù)有利于實現(xiàn)汽輪機同心度控制和各系統(tǒng)零件的安裝位置不會有大的偏差。

（2）變形影響：溫度和蒸汽參數(shù)對轉(zhuǎn)子熱變形的影響符合諧波特性，熱變形形成永久性和臨時彎曲振動故障。由于變形帶來離心力和偏心產(chǎn)生彎曲力與轉(zhuǎn)子的相位差，影響幅值下降，造成不穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

（3）轉(zhuǎn)子的不平衡：因為工作狀態(tài)時，轉(zhuǎn)子處在高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，有很大的離心力，而轉(zhuǎn)子很容易產(chǎn)生失衡，使離心力變大，造成異常振動。

（4）軸承摩擦振動：軸承摩擦帶來振動影響不大，但會造成溫度不斷上升引起熱變形。

2.2 異常工況

（1）蒸汽品質(zhì)的變化：長期的蒸汽品質(zhì)不合格運行中，尤其是蒸汽中的二氧化硅的不合格長期運行，硅會沉淀在汽輪機的葉輪上，導致汽輪機轉(zhuǎn)子的不平衡而影響汽輪機的振動，正常狀態(tài)下會在汽輪機的輪室壓力反映出來，輪室壓力會升高，結(jié)垢嚴重是會導致汽輪機效率急劇下降而無法正常運行。

（2）氣流激振：汽輪機葉片和氣流引起的大面積通道膨脹障礙；密封導致氣流激勵。當汽輪機組的負荷大于某一特定點時，振動加強，若負載低于某點時，振動降低，一般通過負荷曲線記錄振動變化情況確定氣流的影響。

3 工業(yè)蒸汽輪機振動故障的處理措施分析

汽輪機組的異常振動給整個系統(tǒng)的運行帶來很大阻礙，由于各部分振動的影響不同使得故障不僅復雜而且?guī)砗艽蟮陌踩[患，隨著科技水平的提高，對于蒸汽輪機組的容量，穩(wěn)定性和安全性有了更大的需求和重視，所以采取一定的措施預防和減少故障的產(chǎn)生和及時維修保證設備的正常運行很必要也為生產(chǎn)率的提高具有很大的作用。

3.1 識別異常振動故障

通過汽輪機運行的各種振動參數(shù)來判斷異常情況的出現(xiàn)，如：穩(wěn)定性，頻率高低變化，相位幅值變化，還有聲音等因素引起的如電流，溫度，振動速度等參數(shù)的變化來進行標準化判斷。如當彎曲效應小于非測量時，還原的振幅發(fā)生在臨界轉(zhuǎn)速，當彎曲應力大于不平衡時，還原的振幅發(fā)生在臨界速度。

3.2 常用的故障診斷方式

（1）油膜振蕩的解決辦法：提高承載力，減少布什差距，減小軸與軸承的接觸角最好控制在300~400，降低油的黏度等。

（2）因為氣流激振一般發(fā)生在高壓轉(zhuǎn)子段，隨時觀察，轉(zhuǎn)子的運動狀態(tài)，改變符合情況，降低負載變化率，確定穩(wěn)定性，避免流量引起的負荷范圍。

（3）操作人員對于合理運行參數(shù)的掌握是控制運行剛度變化的關鍵，了解每一階段的參數(shù)的變化和合理的工作限度，控制好工作環(huán)境和共振條件等在工作前期做好檢查工作減少引起非正常振動的可能。

（4）為了減少安裝過程帶來的威脅，應在安裝和維護后進行空載和負載實驗，通過表現(xiàn)的狀態(tài)確定安裝的情況，確定一些安裝參數(shù)如密封，滑銷是否達到運行合理化的標準，減少安裝過程帶來的不利影響。

（5）科技的進步使故障的檢測不僅靠人力的經(jīng)驗值和儀器的測量還包含一些只能檢測裝置，如各種傳感器的敏感檢測裝置的利用，通過傳感器的瞬時性，可實現(xiàn)隨時檢測了解汽輪機的振動情況，通過傳送的信號報告給工作人員，及時進行診斷，避免傷害擴大范圍。

（6）通過以上的預防措施減少了故障率但仍需要安裝振動保護裝置，保護裝置就像制動器一樣，在傳感器檢測到信號，報警裝置發(fā)出求救信號后由保護設備快速切斷電源，主閥關閉，緊急停止后由專業(yè)人員進行維修處理，保證設備和操作人員的安全。

（7）對于轉(zhuǎn)子的不平衡運轉(zhuǎn)，適時進行高速動平衡試驗，保證穩(wěn)定性。對于磨損，腐蝕等不可恢復的影響，應及時更換其故障部位，如轉(zhuǎn)子在運行中磨損最為嚴重，當發(fā)生由于疲勞引起的振動嚴重時，應及時更換以免帶來危險。

4 結(jié)束語

為了保證高效利用率，無論是在設備的結(jié)構(gòu)設計、安裝工藝、故障檢測還是故障診斷都應提高重視，保證工業(yè)實用和市場需求，減少設備損壞和安全事故的發(fā)生。加強工作、操作、檢測、維護人員的安全培訓，給汽輪機組的合理化運行提供技術(shù)與基礎保障。

[1] 鄭宏權(quán)，鮑建國.汽輪機振動的故障特征分析及處理[J].冶金動力，2008，（6）：37-38.

Study on Treatment Measures of Vibration of Industrial Steam Turbine

Hao De-yun，Sun Zu-jun

Steam engine is an important equipment in industrial production.Because of its complicated structure and susceptible to the influence of environment and various systems，the hidden trouble caused by steam turbine vibration not only affects the normal operation，but also brings the danger.

steam turbine；vibration failure；treatment measure

TH452

A

1003–6490（2017）05–0091–01

2017–04–05

郝德云（1987—），男，陜西榆林人，助理工程師，主要從事甲醇工藝工作。