火電廠汽輪機運行異常振動原因分析

李雪飛

摘要：建國以來，隨著我國電力事業(yè)的不斷進步，發(fā)電方式有了長足的改進，但是火力發(fā)電依然是我國發(fā)電的主要渠道。在大部分發(fā)電企業(yè)中，火力發(fā)電機組依然是發(fā)電的重要設備之一。一直以來火力發(fā)電機組的震動異常都是電力企業(yè)在設備運行檢修與維護時較為關注的一項內(nèi)容。基于此，本文將對火電廠汽輪機運行異常振動的原因來進行分析，希望能針對引起異常振動的原因而進行排除，從而保證機組的正常運行。

關鍵詞：汽輪機；運行異常振動；原因分析

引言

火電廠汽輪機出現(xiàn)異常振動是無法避免的故障，也是經(jīng)常出現(xiàn)的故障，因此，要做好汽輪機組的維護工作，將損失降到最低。目前，我國的火力發(fā)電企業(yè)相對比較多，都擔任著所在地區(qū)的發(fā)電任務，汽輪機是發(fā)電廠重要的發(fā)電設備，它的安全運行關系著企業(yè)的正常運行。因此，汽輪機的維修人員要對汽輪機故障有著全面的了解，才能夠及時的維修，確保汽輪機組的正常運行，使火電廠得到正常的運轉，給當?shù)厝颂峁└哔|量的電力供應。

1.火電廠汽輪機常見異常振動產(chǎn)生的原因

1.1摩擦振動引起的振動

摩擦振動的最主要特點是有兩個方面，第一方面是由于轉子熱彎曲產(chǎn)生了新的作用力，使其各種力之間的平衡被打破，這時，振動信號的主頻率仍然是工作頻率，但受到了一些沖擊和非線性因數(shù)的影響，有可能會使頻率之間發(fā)生不同，甚至波形出現(xiàn)“削頂”的現(xiàn)象；第二方面是在發(fā)生摩擦振動的時候，振動的幅度和相位之間都會存在著波動，而且波動持續(xù)的時間可能會相對比較長。重摩擦產(chǎn)生的溫度高于輕摩擦的溫度，這就可能導致轉子截面的溫度會出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，對局部位置進行加熱會造成轉子熱彎曲的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生一個新的不平衡力施加到轉子上從而產(chǎn)生振動。

1.2轉子受熱彎曲變形引起振動

轉子出現(xiàn)熱彎曲變形的原因有很多種，但是常見的就是自身熱量過高，不能及時散熱，從而產(chǎn)生應力變形，轉子運行過程中氣缸會進入冷空氣，進入水汽，那么這些氣體會和氣缸產(chǎn)生靜摩擦和動摩擦，最終導致發(fā)電機轉子冷卻存在著差異，這樣轉子就不可避免的發(fā)生熱變形。當轉子發(fā)生彎曲變形之后，轉輪機組就會出現(xiàn)異常振動，出現(xiàn)這一問題，可能會臨時產(chǎn)生危害，也可能是永久性產(chǎn)生危害，雖然直接后果不同，但是原因都是轉子質量偏心造成的。如果不能及時控制，引發(fā)和質量偏心類似的旋轉矢量激振力。當轉子出現(xiàn)彎曲，這種彎曲會導致軸彈力不同，轉子運行中出現(xiàn)不平衡問題，同時出現(xiàn)的離心相位也不同，如果二者作用力可以相互抵消，也就是作用力大小基本相同，那么轉子的振動幅度會非常小，在專業(yè)術語中稱之為凹谷相撞，這一情況和轉子不平衡導致的動力特征存在著很大的不同。如果二者力不能相互抵消，力的大小差距很大時，就會出現(xiàn)嚴重的振動噪音，由此可見轉子受熱彎曲變形的危害非常大。

1.3汽流激振引起振動

汽輪發(fā)電機組的負荷超過某一負荷點，軸振動立即急劇增加；如果降負荷低于負荷點，振動立即迅速減小。強烈振動的頻率約等于或低于高壓轉子一階臨界轉速。汽流激振一般為正向渦動。發(fā)生汽流激振的部位在高壓轉子或再熱中壓轉子段。汽流激振的主要原因是葉片受到了不均勻氣體沖擊而產(chǎn)生的；對于大型機組，由于末級較長，氣體在葉片末端膨脹產(chǎn)生流道紊亂也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象；軸封也可能發(fā)生汽流激振現(xiàn)象。

1.4油膜震蕩引起振動

汽輪發(fā)電機轉子在高速運轉時，就會失去之前的穩(wěn)定性，因此在旋轉時需要圍繞軸線運行，還必須圍繞平衡點渦動，這樣油膜就會出現(xiàn)激震蕩。除此之外，還會出現(xiàn)半速渦動情況。

2.火電廠汽輪機常見異常振動的處理措施

2.1摩擦振動的處理措施

摩擦振動是不可避免的，日常檢查汽輪機的時候，或者是進行設備維修的時候，要重點對各個部件進行檢查，尤其是相互之間的摩擦情況，分析其是靜摩擦還是動摩擦。除此之外，時刻留意機組的各個零件之間是否存在著摩擦聲音，如果發(fā)生嚴重的異常聲音，那么工作人員針對該設備，或者設備中的局部構件等進行維護和更換。

2.2轉子熱彎曲故障的解決措施

針對轉子熱彎曲這一故障的解決措施是及時的更換新的轉子，從而降低汽輪機組的異常振動，沒有強烈的振動，不會出現(xiàn)相應強度的作用力，更加不會出現(xiàn)汽輪機異常振動的現(xiàn)象。

2.3汽流激振的解決措施

通過跟蹤、分析近一年中每個機組的振動數(shù)據(jù)和機組滿負荷的時候數(shù)據(jù)情況，將其做成曲線圖，觀察曲線圖的相關變化。也可以說，在不同情況下，確定機組產(chǎn)生氣流激振的工作狀態(tài)，采用減低負荷變化率和避開產(chǎn)生氣流激振的負荷范圍的方式避免氣流激振現(xiàn)象。

2.4油膜震蕩的解決措施

在機組出現(xiàn)油膜震蕩時，可采用以下解決措施：①增加軸瓦比壓，有效控制油膜發(fā)生的振動。②減小軸瓦頂部間隙或增大上軸瓦軸承合金的寬度，這樣能有效減少振動頻率③減小軸頸與軸瓦的接觸角，，其振動就會減少。一般可減小至300～400。④降低潤滑油動力粘度，這樣就會對其正常運行造成影響，軸受力就會單一，不會出現(xiàn)復合力導致重心變化，出現(xiàn)振動問題。⑤用平衡的方法將轉子原有不平衡分量降得很少。

3.結語

總而言之，汽輪機日常運行中，想徹底避免各類故障是很難的，但是借助科學、有效的預防手段，可以大幅降低汽輪機故障發(fā)生率，在汽輪機日常維護管理中，應重視先進管理手段的運用，并重視統(tǒng)計汽輪機各類常見故障，分析故障原因，總結故障處理措施，逐步建立、完善有針對性的故障處理機制，只有這樣才能在汽輪機發(fā)生故障時，快速定位故障、處理故障，才能更好的保障汽輪機的安全、高效運行。

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