火電廠汽輪機異常振動原因及解決對策分析

咸基廣

摘要：在火電廠的正常運營中，汽輪機的正常運行是其重要保證。汽輪機的正常運行直接關系到發電廠整個發電系統的正常運行，但是目前在我國汽輪機的正常運行中，還存在一些不足，特別是在汽輪機的故障鑒定方面，本文從汽輪機異常故障的主要原因為切入點，對其進行詳細的描述，并提出相應的解決措施，不斷推動我國火電廠的發展，為維護火電廠汽輪機的正常運行提供切實可行的措施。

關鍵詞：火電廠汽輪機 故障原因 解決措施

一、對汽輪機異常故障研究的必要性

汽輪機是火電廠發電組中最重要的組成部分，其運行正常與否直接關系到發電廠的運行效益，但是由于汽輪機組的運行時間較長，很多部件就會隨著時間的推移，功能漸漸衰退。在汽輪機眾多故障中其中異常振動是其中最常見的，同時也是比較復雜的一個問題。汽輪機異常振動的原因多種多樣，很多部件的不正常運行都會引起汽輪組的振動異常，只有將引起振動異常的原因找到，才能對癥施治，完美解決問題。

二、汽輪機故障的主要原因

（一）機組轉子熱彎曲

轉子是汽輪機重要的組成部分，也是引起汽輪機異常的重要部分，轉子熱彎曲是其中重要的異常故障，而引起彎曲的主要原因是當轉子自身具有的熱力引發應力，如果在運行中氣缸熱應力大就會導致冷熱空氣之間產生動靜摩擦，中心孔進油的現象，這些都是造成轉子熱變形的主要原因。對于轉子原因造成的汽輪機異常振動不僅會造成臨時性危害，還會對汽輪機造成永久性危害。而造成這兩種傷害的主要原因是由于轉子質量的偏心不同，因此造成與質量偏心類似的旋轉矢量激振力。周彎曲使得轉子兩端產生錐形運動，使得軸向產生巨大的工頻震動。在轉子彎曲的情況下，轉子的彈力和轉子本身不平衡產生的離心力不同，這兩種力相互作用，相互抵消，轉軸的轉動幅度會減小，形成凹谷相撞，對汽輪組產生不可抹滅的危害。

（二）氣流激振產生的異常現象

氣流激振也是產生汽輪機組振動的主要原因，氣流激振主要體現在以下幾個方面，首先當汽輪機組所承受的應力超過了本身所能承受的最大值，機組的轉軸就會產生巨大的振動。其次當汽輪機產生強烈振動的時候，其產生的頻率和高壓狀態下轉子的臨界轉速一致。最后，氣流激蕩的位置一般都在高壓轉子的部位，對于復雜的汽輪組來說，如果末級葉片較長，葉片受到氣體的擾亂產生氣流激振的現象。當葉片搜到不均勻氣流的沖擊，也會產生氣流激蕩的現象。

（三）油膜震蕩產生的異常

汽輪機的油膜常常處于高速運轉的情況，但是如果長時間不檢查，汽輪發電機會在油膜高速運轉的震蕩下會失去穩定性。但是由于轉子的旋轉不僅需要圍繞軸線進行，還必須在旋轉中找到平衡點以便產生渦動，這種現象常常產生油膜在非機械的驅動下產生激震蕩。當半速渦動的速度和專利最大臨界速度一致時，產生渦動現象，造成激烈的振動。

（四）摩擦振動產生的異常

摩擦振動也是產生汽輪發電機異常振動的重要現象，其中一方面是轉子熱彎曲異常產生新作用力，打破了應力之間的平衡。振動產生的力收到沖擊和非線性因數的影響，使得轉動頻率發生變化，導致汽輪機發生振動。另一方面，在摩擦振動產生的時候，其中振幅和相位也會隨著變化發生異動，導致波動時間較長，對汽輪機產生異常振動。

三、針對火電廠汽輪機異常的解決措施

（一）轉子熱彎曲故障的解決措施

為了應對轉子彎曲產生的汽輪機異常現象最直接的方法就是更換轉子，降低汽輪機的異常轉動。當振動強度降低，相應的其作用力也會降低甚至消失，從而減少引起的汽輪機組異常的現象。

（二）氣流激振故障的應對措施

由于氣流激振有其必要的特點，因此為了解決這一問題，首先應該確定氣流激振的位置，只有找到氣流震蕩的位置，才能對癥施治，提高維修效率和質量。因此在解決這類問題的時候應該實施措施，挑取汽輪機異常的數據，分析汽輪機一年之內的振動數據和機組滿負荷數據，從數據中找到異常的理論原因和發生異常的時間。為了使得數據更加直觀化，可以利用計算機自動制表的功能，將數據制成曲線圖或者是折線圖，這樣更便于分析。不管何時，都應該及時測量機動組工作的現狀，以便及時采取措施降低符合便化率，避開產生氣流激振的復核范圍，保證汽輪機的正常運行。

（三）針對油膜震蕩異常的應對措施

對于油膜異常產生的震蕩故障當前我國主要采取以下五種方式進行1.增加軸瓦比壓，在強大壓力的作用下，其振動幅度會大大降低，從而提高汽輪機的運行穩定性。2.縮小軸瓦頂部的間隙，減少產生振動的空間，保證汽輪組的穩定性。另一方面，增強軸瓦的軸承合金的寬度，這樣也能大大減小產生振動的空間。這兩種減少振動空間的方法因其簡單易操作性目前在我國的汽輪機維修中占據著重要的位置。3.縮小軸徑和軸瓦之間的角度，將其控制到合理的范圍內，只有這樣才能保證汽輪機摩擦振動的頻率和振幅，保證汽輪發電組的穩定性。4.將潤滑油的動力粘度降低到合理的范圍內。5.利用平衡的原理不斷降低轉子本身所具有的不平衡力量，將轉子本身的轉速盡量達到平衡，只有這樣才能保證其發電機組的穩定性，提高其工作效率。

（四）摩擦震動故障的應對措施

摩擦振動主要是由于汽輪機平時的工作沒有經過必要的維修，相關的零件磨損比較嚴重，為了解決這一故障，應該加強對汽輪機的日常檢修，對正常工作的聲音進行必要的檢測，如果出現異常聲音，及時對其進行必要的檢查，找出其中的原因，并對其進行徹底的維修，如果是由于零件錯位造成的異常，應該對其進行及時的維修，如果是零件磨損造成的異常，應該對其進行及時的更換，避免因為零件異常造成整個汽輪機組發生故障，影響發電廠的正常運行。

四、結語

總而言之，火電廠汽輪機的異常振動現象是不可避免的問題，為了解決這一問題，最重要的是要加強日常維護工作，對日常中產生的小故障，小異常引起高度的重視，確保不會引起更大的異常。同時也應該對其中的的故障進行正確的原因分析，同時確定正確的應對措施，只有這樣才能保證汽輪機的正常運行，提高火電廠的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]榮峰.談火電廠汽輪機異常振動原因分析及處理措施[J].城市建設理論研究：電子版，2015，（20）.

[2]張彩霞.關于火電廠汽輪機異常振動的情況分析[J].科技創新導報，2013，（28）.

[3]張連慶.電廠汽輪機異常振動原因及處理措施[J].工程技術：全文版，2016，（07）.

[4]艾欣芳.發電機組檢修技術手冊[J].機械研究與分析，2006，（04）.

[5]王東炎.發電機組異常振動排除[J].機械工業，2007，（12）.

（作者單位：吉林電力股份有限公司渾江發電公司）