淺析汽輪發電機異常振動原因

全小龍

（中電建湖北電力建設有限公司，湖北 武漢 430038）

當前為了保證城市經濟的發展和電力企業的發電的穩定性，在強化發電設備的穩定運行方面進行了大量的探索。例如在汽輪機組日常運行的工作中為了規避設備發生故障，采取了預防性措施和應對性措施結合起來加以維護。這是發電廠維護工作擔負的重要內容，目的是保護穩定的發電供應。因此一旦出現事故隱患，就要立即尋找原因予以解決。

1 汽輪發電機工作原理

汽輪發電機異常振動在發電廠故障中屬于較為常見的故障。對于這一原因，故障原因進行檢查分析和論證，將發電廠的維護改造創新應用在汽輪機異常震動上，這對于發電系統的穩定運行具有非常重要的意義。圍繞汽輪機異常產生的原因展開分析，并根據各類原因找到相應的預防對策汽輪發電機組中的汽輪機是一種可以將蒸汽）行機械動能轉換的機械設備。在發電機組中，汽輪機屬于重要設備組成之一，在運行中有時會被當做壓縮機和驅動裝置予以運用。按照汽輪機的功能原理進行分析，當蒸汽進入鍋爐之后，最終轉換到技能基礎。其實蒸汽會按照一定次序從機組中的動葉中，同時解放蒸汽本身的熱能加以轉化，最終產生機械能在汽輪機的轉子旋轉的過程中產生，帶動發電機轉子旋轉切割磁力，使電能源源不斷地產生。

2 汽輪機主要結構

汽輪機包括了葉輪主軸、葉片等部分。通常包含了轉動部分和靜止部分2 個部分。靜止部分包括了軸承隔板汽封，靜葉的轉動部分則包括連軸承葉輪主軸和運動葉片的在高溫和高壓條件下，以較高的轉速進行工作，是汽輪機的主要工作模式。汽輪機的主要設備，配套包括了發電機鍋爐凝氣裝置等，屬于兼并型重型機械設備。在進行運行的時候，由于采用高壓和高溫進行運行，因此汽輪機的功率比傳統的往復式蒸汽機大。在計算機的運行中，安全性是第一要務。因為整體的高速流動具有連續性，單位面積產生的蒸汽流量非常大，在運行中一旦發生事故，就會導致蒸汽溫度和壓力的泄漏，尤其是大功率的汽輪機，熱效率非常高，因此對于汽輪機的運行安全耐用性和可靠性的研究從未中斷。伴隨著當前科技水平不斷提高，汽輪機在整體性能上已經顯現出十分優良的狀態。各大熱電廠都在汽輪機的安全維護上下大力氣進行重點工作。

3 汽輪發電機常見故障分析

在汽輪發電機系統中，由于系統本身的工作原理，在內外因素的影響下，有時會產生一系列的故障。例如設備的運行時間，每個關鍵部分都會影響模塊的正常運行。幾種異常振動是普遍存在的現象。由于汽輪機的模塊部分包含了油質模塊等，各個環節都要受到氣壓和氣溫的影響，因此不同的功能設備在介質的作用下，可能會影響模塊的運行。通過對汽輪機汽流激振特點的分析發現，當基礎處在一定負荷的時候，尤其是經過一個長的運行時間，如不加以合理維護，則就會導致汽輪機在氣溫氣壓的作用下出現一定的數據變化。例如隨著生效復合的優化，在曲線的變化過程中，汽輪機組經過了范圍的分析和應用，通過對機組異常震動情況的分析，得到了轉子熱表型特征，通過對特征的分析，發現有利于轉子功能模塊的控制，在溫度和蒸汽的影響下出現了參數的變化，影響了各個模塊的有效運行。轉子發生了熱變形，導致頻率震動，次數開始增大，內部的材質內應力發生轉變之后，一系列的熱變形。在受到彎曲變形的影響之后產生了機組的冷態啟動模塊的改變，從而產生一系列的轉子熱變形情況。工作過程不同，但是最終導致的異常振動現象是相同的。進行彎曲彈力的控制，滿足離心力的工作需要，在保證控制前提下，實現轉動的減少，進行不同相互作用的抵消，保證優化。這需要將材質加以控制，保證轉軸不會發生變化，從而一系列的措施導致發生振動，異常現象開始出現，轉子失去了有效平衡性，在轉軸彎曲的控制下，無法保證專注，振幅不會發生減少轉速，也不能防止公平震動的出現。

通過摩擦特點的試驗，對于轉子熱彎曲情況進行分析，結論是發生振動與振動信號的主頻密切相關的，是受到非線性和沖擊模塊的影響，導致高頻分量發生。振幅在發生摩擦的時候急劇增大，導致波動特性的振幅和相位出現。如果摩擦嚴重時，波動的持續時間還會更長。同時停機后即便是撞擊靜止測量，大幅度的晃度也會比原始運行狀態明顯更大，震動較正常速度時還要高。對于汽輪機在正常運行中出現震動的情況，必須找到其原因，對于蒸汽真空軸承，氣溫的溫度的參數進行測試和揭示。

在汽輪機內部發生聲音的時候，立即進行傾聽，就能注意到潤滑油溫和油壓等發生了異常，此時如果發現有摩擦傷，立即停機檢查，如振動較大，則通過降低負荷和轉速的方法，直到能恢復正常，保持轉速和負荷運行一段時間后，進行負荷的增大和提速。如果依然無法保持震動，可以立即進行原因的查明，并進行停機的大范圍檢查，找到原因后才能重新啟動。各個汽輪機在正常運行過程中，出現非常長振動，應采取降低負荷的方法，判斷震動和異響是否是其他原因造成。

在機組本身無異常的情況下，如果振動過于強烈，且伴隨有金屬摩擦聲，必須采取破壞真空緊急停機的方式，針對熱變形的故障進行處理，更換新的轉折，以減低機組異常振動。當振動力產生之后，幾乎不會出現異常振動，此時對汽輪機組進行維護，并且注意是否存在不和諧的機械摩擦聲，確保問題被及時發現，避免因為摩擦引起的機組故障繼續加大。

4 案例分析

某大型煉油企業中以汽輪機作為發電為原動力，為了維護裝置穩定操作，減少故障率，進行了汽輪機振動等原因，以及故障的解決，發現汽輪機振動的發生與裝置操作和運行是有關系的。常見故障包含了汽輪機組的異常震動，這是由于受到多方面的影響，油質、油溫和本體的設備運行等發生介質異常，就會引發異常振動。針對這一情況，在300MW 汽輪發電機振動的問題上進行具體分析，經過專家組和技術人員的集中考證，找到了造成振動的原因。首先維修組針對地方汽輪機振動，進行了標準性大修。經過停機檢修之后發現汽輪機的轉子懸掛在轉子端物的，這極易造成震動。將汽輪機解體之后發現螺栓例句和勵磁機電數Y 原單部百度測試表的數值與安裝質量要求不符。

為了盡快消除振動，對電子平衡塊進行了重新的實驗，通過3 次增減短平衡塊的方法，使得振動明顯降低。同時并網帶負荷運行之后，啟動了帶負荷的振動測試值，發現最終導致汽輪機振動的原因集中在點數部分。另外還發現了氣沉積存在熱變形和膨脹不均勻的情況。每當進入夏季高溫的時候，汽輪機的溫度出現了明顯提高，導致了汽輪機振動發生明顯變化。對于振動進行跟蹤結果的分析，發現汽輪機無空負荷的變化對于汽輪機振動影響較大。

經過一段運行之后，汽輪機的外部振動會再次出現，通過配套調試后，調整溫度和無功負荷運行，振動值出現了標準降低的情況，維持此種運行。對汽輪機發動機的安全可靠運動，在超過允許值的范圍內進行了改善。例如對容易引起動靜摩擦的部分進行偏磨，對于容易產生過大的動應力的地方，以及容易產生疲勞損壞的地方，加大氣封和油封間的間隙的處理。對于緊固件的松脫和鍛煉，例如地腳螺栓的松動和鍛煉進行加固，使用定子鐵芯墊片和定子繞組絕緣，將短路情況進行回避。

按照汽輪機發動機的軸承振動數值，在不合理的范圍內進行防止振動處理。經過檢修發現汽輪機的軸頸處有劃痕，計算機的高中壓轉子或汽缸前后軸封有磨損，而汽輪機在轉子連接的剪切銷釘上，經過檢修，發現中心高低差，未達到標準要求。聯合有關人員進行了相關的測試，轉組匝間短路故障錄波，經過檢查，沒有發現相應的項目和故障。由于軸承下部局部受損，因此在轉子連接的間隙進行了重新制作和更換，將定子繞組端部模型實驗進行了實施。

通過測試發現各項數值保持合格。發電機定子調整墊片，使用多個鐵皮墊子進行疊加。發電機由階梯上布置，改為不銹鋼墊片布置，對發電機汽輪機低壓轉子進行中心的調整。關鍵點在于轉折點端部。由于勵磁電機故障對發電機的振動影響較大，因此安裝過程中嚴格要求安裝電數后轉動傳子，使用外圓跳動偏差調整的方法，保證汽輪機底座邊緣和智庫能夠配合好，避免發射機裝片。同時判斷是否屬于電磁方面的原因，觀察三相電線電流是否平衡。同時觀察粒子電流對振動的影響，確定機械方面的原因，如果原因是由于機械方面的原因導致，用在汽輪機和發電機軸承部分故障排除的方法加以解決。

5 結語

經過機組檢修和安裝后，嚴格按照質量標準和工藝進行調整，在合格的范圍內，盡量避免因為錯誤安裝和失誤調試導致質量問題發生，以保證汽輪機在合理的維護中保持穩定運行。