針對火電廠汽輪機異常振動現象及其應對措施的分析與研究

張強

摘 要：汽輪機是火電廠的關鍵設備之一， 它的正常運行直接影響著火電廠的安全和穩定。由于汽輪機在使用過程中不可避免地會發生各類故障，其中異常振動是最常見又最難明確的一類故障。本文首先對汽輪機的異常振動現象進行了簡單分析，然后具體地對汽輪機異常振動的原因和應對措施進行研究，對于有效解決汽輪機異常振動故障和促進火電廠的安全運行有重要意義。

關鍵詞：汽輪機；異常振動；原因；應對措施

中圖分類號：TK26 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）06-0137-01

隨著經濟和社會的發展，我國對電力的需求也逐步增大。汽輪機作為火電廠的重要設備，在使用過程中異常振動為常見故障之一。當汽輪機發生異常振動時，會引發一系列不良后果。首先汽輪機組內的轉子會受到很大的動應力，使轉子產生疲勞甚至直接損壞，同時汽輪機的螺帽和螺栓出現松動，造成蒸汽泄漏，進而產生動靜摩擦，使軸承發生嚴重磨損，影響汽輪機的安全運行和生產。因此，對汽輪機異常振動現象進行分析，并研究對應的處理措施就顯得尤為重要。

1 汽機機異常振動現象分析

汽輪機以高速度運轉時，必定會產生振動，這樣的振動是汽輪發電機組在正常運行時的許可狀態。但是，一旦振動超過標準許可范圍，就變成了異常振動。通過對汽輪機的振動情況進行檢測能夠獲取到汽輪機設計、制造、安裝和檢修狀況的信息，并對汽輪機質量有綜合的了解。

汽輪機之所以發生異常振動故障，其原因有多種，不同原因下異常振動的具體表現也不同，當汽輪機發生異常振動的時候，通常以以下三個方面作為方向進行切入[1]：

（1）振動的頻率。最常見的異常振動頻率主要有三種：1X、2X、1/2X。（2）振動穩定性。汽輪機異常振動穩定性要綜合勵磁電流、轉速、時間、溫度等多方面參數的變化來進行判斷，以保證對汽輪機異常振動故障情況作出準確的判斷。（3）振動相位。具體分為兩類：一是汽輪機振動相位變化，是指振動相位是否發生變化；二是相鄰軸承相位關系，是指相鄰軸承相位關系是相同還是反相。

硬件設備問題是引起汽輪機異常振動的主要原因，此外，汽輪機因設計缺陷而引起異常振動的問題也很突出。工作人員必須全面掌握機組故障點，從而可以在汽輪機發生異常振動的第一時間首先檢查隱患故障點。

2 汽機機異常振動原因及應對措施

2.1 汽流激振

大型汽輪機組由于末級較長，在葉片膨脹末端氣體發生流道紊亂和汽流激振現象。汽輪機組發生異常振動狀況時，為了確定是否是由于汽流激振引起時，可以根據兩個方面的參數來進行判斷：一是機組出現大量值的低頻分量；二是能夠明顯影響振動增大幅度的運行參數。為避免汽流激振引起異常振動，汽輪機應注意幾點：（1）盡量在額定參數下運行；（2）避免在低溫低壓下長時間運行；（3）負荷不宜太大，且升降負荷時要控制好負荷升降速率。

2.2 轉子不平衡

轉子轉動時會有離心力作用，若轉子沒有實現動平衡，轉子會在某個方向上產生突出地振動異常。對于這類異常振動現象，可以通過動平衡試驗來解決，在轉子上加平衡塊。

2.3 轉子熱變形

引起汽輪機組轉子熱變形的原因有多個方面，常見的有轉子自身熱應力、動靜摩擦、進冷空氣及轉子冷卻不均勻等[2]。當機組以冷態啟機方式定速后，在帶負荷階段，轉子溫度不斷升高，內應力釋放使轉子產生熱變形，導致轉子發生彎曲變形，進而引起汽輪機異常振動。為了避免轉子熱變形引起汽輪機異常振動故障，要及時更換新的轉子。

2.4 軸承間隙不適

軸承間隙的設置很重要，如果間隙不合適會導致汽輪機組異常振動。當軸承間隙過大時，軸承在使用過程中振動不穩定，影響汽輪機組正常運行。因此，在汽輪機安裝及大、小修檢修時，必須仔細檢查軸承間隙，確保符合標準。

2.5 機組油膜破壞

油膜對于汽輪機的正常運行起著重要作用，有潤滑軸承、維持轉子穩定性的效果[3]。如果機組頂軸油系統的頂軸油壓力及各軸瓦的頂起高度未調節好，汽輪機運轉時油膜就容易被破壞，使轉子轉動力矩增大并且加速軸瓦的磨損，導致汽輪機產生特別大地振動甚至燒壞軸瓦。因此，要加強檢查，確保頂軸油系統已調好，溢流孔處于鎖緊狀態。

2.6 摩擦振動

機器運行過程中摩擦不可避免，影響最大的是摩擦引起的轉子熱彎曲。汽輪機在動靜摩擦的作用下，轉子由于受熱不均最終產生彎曲，影響汽輪機的正常振動[4]。因此，要及時檢查轉子的運轉狀況和摩擦受熱情況，查看是否發生變形，并及時處理。

3 結語

汽輪機作為火電廠內的關鍵設備，對火力廠的正常生產有重要影響。因此，對于汽輪機運行過程中經常出現的異常振動現象，要明確常見原因和對應處理措施。一旦發生異常振動故障，工作人員必須盡快查明故障原因，及時采取應對措施，從而保證汽輪機的正常運行和火電廠的安全生產。

參考文獻

[1]盧旭東.火電廠汽輪機異常振動故障排查技術分析[J].科技創新導報，2012（12）：74-74.

[2]王玉平.汽輪機異常振動的分析和治理[J].科學之友，2011（4）：19-20.

[3]袁東輝，郭洋.火電廠汽輪機異常振動故障排除注意的問題[J].科技致富向導，2011（35）：365-365.

[4]李華.火電廠汽輪機異常振動原因及處理措施[J].科技風，2010（13）.