汽輪機振動的原因分析及處理

王春暉

摘要：社會經濟的不斷發展，對于電力資源需求量逐年增加，進而給行業帶來了較大壓力。為解決該問題，并維護城市穩定發展，需加強對汽輪機的維護及保養，降低其故障發生概率。但設備運行中的振動問題極難避免，且會對機組造成嚴重危害。本文淺析汽輪機振動的原因分析及處理。

關鍵詞：汽輪機；振動的原因；處理對策

中圖分類號：TK268 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2017）12-0060-01

Abstract： with the continuous development of social economy， the demand for electric power resources increases year by year， which brings great pressure to the industry. In order to solve this problem and maintain the steady development of the city， it is necessary to strengthen the maintenance and maintenance of steam turbine and reduce its failure probability. However， the vibration problem in the operation of equipment is extremely difficult to avoid and will cause serious harm to the unit. This paper analyzes the causes and treatment of turbine vibration.

Key words： steam turbine； vibration cause； treatment countermeasure

引言

汽輪機組的振動在實際運行中不可避免，但是異常的振動對整體結構的運行卻是非常不利的。通過汽輪機的振動檢測來對其質量問題進行分析，大致可以發現汽輪機的振動與其安裝制造等過程脫不開聯系。以下主要結合凝氣式汽輪機振動的異常狀況進行深入探究。

1 汽輪機振動的特點分析

設備第一次啟動升速到超過其臨界轉速時，可通過軸承振動的大小來判斷設備是否存在故障問題，若情況良好，一般可判斷汽輪機轉子與拖帶機組轉子在當前處于平衡狀態，且軸承尚未受到任何損傷。若在停機后對設備葉輪進行配重，應注意其在空載時要保證空轉速度為3000轉/min，并保證軸承基頻振動在安全范圍內，才可進行操作。待機組配置二次發動后，可根據規定標準將軸承垂直振動調整為15μm，在負荷為200MW時，其振動基本保持不變。待振動調整到91.5μm時，需及時打閘停機，此時的大軸擾度，比開機時大100。三次啟動時，待后汽封溫度高達300度時，需打閘停機。機組在整個過程中會出現振動突增的現象，導致監測系統報警，這便說明設備故障正在逐漸惡化。

2 輪機發生振動的原因

2.1動靜碰磨故障

動靜碰磨故障有很多種類，按摩擦方向來分主要包含徑向碰磨和軸向碰磨兩種，而徑向碰磨又分為全周碰磨和部分碰磨等。造成碰磨故障的原因常見的有以下幾種：當氣缸跑偏或者基礎不均勻沉陷時，易造成動靜碰磨現象；若是蒸汽溫度劇烈變化之時，容易引起熱彎曲現象，從而造成碰磨現象；當汽輪機組劇烈震動之時，較為容易發生動靜碰磨現象。

2.2機組運行效率下降

在汽輪機機組的運行過程中，影響汽輪機正常運行的原因有，蒸汽參數、汽輪機狀態參數、油系統參數、各輔機的運行狀態等，由于空間結構中的轉子運作不穩定，或者中間的結構動蕩，導致機組振動頻率大幅度提高，對于汽輪機的運作都是非常不利的。或者轉子受到外力的作用而產生偏移，不與氣缸處于同一位置，機組在正常運行的溫度下保持同心利用，就會導致縫隙的產生。機組運作振動頻率大幅度提高。

2.3轉子熱彎曲故障

當汽輪機運行時，轉子將會因為受熱而出現彎曲狀態，進而影響轉子的平衡。熱彎曲是汽輪機機組較為常見的震動故障，而引起轉子產生熱彎曲的原因也有很多，在汽輪發電機之中，較為常見的熱彎曲故障有以下兩種：汽輪機轉子熱彎曲、發電機轉子熱彎曲。汽輪機轉子熱彎曲的原因多是因為轉子材質的不均勻、冷卻系統故障等因素引起的；而發電機轉子熱彎曲故障卻多是由轉軸內應力過大、各零件間連接的不均勻等引起。

2.4液壓設備出現滲漏

當汽輪機存在較大震動之時，汽輪機的液壓設備極易因震動而引發液壓滲漏現象。由于液壓設備的材質問題，在鑄造之時難免存在不易被發現的缺陷，在設備長期滿負荷甚至超負荷運行中，液壓設備的外殼極易出現缺口裂紋造成滲漏，進而影響設備的正常工作。汽輪機的油動機是液壓設備中較為重要的設備，當液壓油滲漏時，對工作環境造成很大影響，威脅了汽輪機的安全運行，阻礙了企業的生產。

3 振動故障解決措施

3.1如何避免動靜碰磨對汽輪機的運行影響

當設備出現動靜碰磨時，可以現場控制軸震動，以保證機組運行的安全。在汽輪機出現碰磨時，相關人員不能強形提升機組轉動速度，以免造成大軸彎曲。當出現碰磨時軸轉速在臨界值以下，可以立即停止機器運行，對機組進行整修；若是在臨界轉速以上，則應在震動可以控制的轉速期間繼續運轉一段時間，磨合一定間隙后提升速度，若是震動無法控制則需立即停機，以免危害汽輪機機組的安全。

3.2機組運行中產生的振動

在汽輪機機組的運作中，如果振動過于頻繁，就應該人為對汽輪機進行調節，結合蒸汽參數、氣缸溫度等數據進行有效控制，找到適合汽輪機機組設備運行的情況后，采取適當的方式進行處理。在汽輪機的正常運行時，結合啟動速度進行控制，可以明顯發現通氣流的部分產生摩擦，工作人員應該及時進行停機檢測，如果僅僅是振動聲音偏大，就可以采取轉速調節的方式實現設備的調節，給汽輪機的正常運作提供必要的幫助。如果振動不能夠正常消除，那么就應該在該轉速下維持部分時間，再將其運行轉速提高，就會在很大程度上提升汽輪機運作的負荷。如果不能夠按照正常要求帶動負荷的提高，那么就會導致汽輪機的運作出現問題。汽輪機如果產生非正常的振動，工作人員就要在控制負荷的基礎上來進行振動的有效控制，如果機組能夠正常運行，那么汽輪機機組就不會存在問題，如果機組在運行過程中仍然有聲音較大的摩擦，就應該及時進行停機操作。

3.3如何解決轉子熱彎曲現象

（1）汽輪機轉子彎曲故障對策：汽輪機轉子一般工作環境在高溫高壓的蒸汽之中，若是轉子溫度的增加較為均勻，則只會引起轉子長度的增加卻不會造成轉子熱彎曲，因此，在汽輪機進行工作時，對汽輪機轉子進行熱平衡，避免轉子產生熱彎曲現象。（2）發電機轉子彎曲故障對策：當發電機的轉子震動與冷卻介質的溫度相關聯時，運行人員需要進行轉子通風試驗來確定汽輪機內部的堵塞部位，及時進行疏通來保證轉子的質量；當檢修人員懷疑轉子熱彎曲是由于繞組的局部短路或匝間短路，可以對相關聯的電氣設備進行實驗，來確定短路部位，并及時修理。

3.4液壓設備滲漏問題的有效解決

在企業并未擁有良好的控制液壓設備滲漏情況的技術之時，當液壓設備出現滲漏后，運行人員往往無法及時有效的解決方式，只能停止發電機組的運行，以求及時修補液壓設備的漏洞，然而，液壓設備因本身對材質具有較高要求，目前的焊接技術對于漏洞的焊接無法滿足液壓設備對密封性能的高要求，傳統的焊接工藝更是無法修復滲漏區，只能進行設備更換，浪費大量時間。如今，科技的發展已經解決此類難題，使用高分子復合材料可直接進行現場修復，運行人員可以在液壓設備出現問題時，簡單快速的滿足現場故障施工的要求，延長設備壽命，降低更換設備的浪費。

3.5定期維護

在長期的汽輪機正常運作情況下，要定期對其進行維護。檢查汽輪機是否會產生某些異常的振動，如果發現有特殊問題應該及時對零部件進行檢修或者更換，給汽輪機的正常運行提供重要的保證。在進行轉子運動頻率的調節時，應該結合轉子的運行速度和頻率變化，采取有效的調節方式，盡量減少低頻振動的現象產生，這對于目前的機械設備應用是非常重要的。

4 結語

綜上所述，在汽輪機組日常運行的過程中，出現震動現象是不可避免的，然而，由于運行人員的不規范操作以及設備老化等原因的影響，原本規律的震動呈現出異常現象，進而造成異常振動，影響汽輪機的正常運行。運行人員應注意汽輪機的日常維護保養工作，及時發現汽輪機的故障原因及所屬類型，并及時進行故障排除，保證汽輪機組工作的穩定性。

參考文獻

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