汽輪機異常振動原因分析及解決對策

陳向新

摘?要：本文首先指出了汽輪機異常振動原因分析的重要性，然后重點分析了汽輪機異常振動的原因，并提出了相應的解決對策，以便在今后的工作中可以及時有效的處理汽輪機異常振動問題，確保汽輪機的正常運行。

關鍵詞：汽輪機;異常振動;原因分析;解決對策

汽輪機是電廠發電系統不可缺少的設備，一旦汽輪機的運行出現問題，特別是汽輪機工作中出現異常振動故障，不但會損壞汽輪機本身，還會對發電系統產生安全威脅，甚至造成較大的經濟損失。可見，對汽輪機異常振動的原因進行分析并及時解決問題，對汽輪機的正常運行至關重要。

1 汽輪機異常振動原因分析

1.1 轉子受熱彎曲變形

汽輪機主要運轉部分就是轉子，其工作磨損不可避免，特別是轉子在高溫高壓條件下，更容易產生熱變形磨損，從而引發汽輪機異常振動故障。這種熱變形主要是因為轉子散熱能力不足，越來越高的熱能積蓄在轉子周圍，產生巨大的熱應力，壓迫轉子產生扭曲。轉子變形后，轉動中產生的空氣流動不對稱，機組構件會隨之產生異常振動，嚴重時導致破壞性故障，造成較大的經濟損失。因此，檢修人員必須要責任到崗，提高安全意識和職業道德，耐心細致地對汽輪機進行檢查和維護，將問題解決在最小范圍內，從而保證發電系統能夠持續正常發電。

1.2 汽流激振

汽輪機工作中，蒸汽流速不穩定，出現強弱波形，在低速汽流環境下工作的組件，突然被高速激流沖擊，葉片受力不勻導致異常振動。原因一是運行參數的變化導致汽流不穩，得機器振動較大。原因二是汽流分量低頻狀態流量較大，突然頻率改變，產生不均勻汽流。

1.3 摩擦振動

摩擦振動的原因主要是構件間隙有雜質產生阻力，或是潤滑不足，或是構件變形與相鄰構件摩擦異常增大等。其特征主要是以下三點：1）因摩擦振動導致波形異常，出現振幅值和相位，這種波形振動長時間存在;2）轉子變形導致周圍應力失衡，增持到振動信號上，使振動異常，但振動主頻未發生改變;3）摩擦振動在降速尾聲時振動比剛提速時大。

1.4 油膜震蕩

汽輪機運轉時，轉動的核心部件是轉子，轉子在高速持續動轉過程中，特別是大功率狀態下，轉子的轉動容易偏離軸線，導致轉動失衡，從而對油膜產生較大的應力，油膜因受力不平衡就會產生較大的振動，從而影響汽輪機正常工作。因此，工作中要保證轉子沿軸線運轉，且在平衡點渦動，保證轉子運轉的穩定性。

2 汽輪機異常振動的解決對策

2.1 轉子熱彎曲的解決對策

為了有效地預防汽輪機轉子熱變形產生的異常振動，在對汽輪機轉子進行配套裝配時，要嚴格按照操作流程和先后順序進行標準安裝，對軸線進行中心法校正，使軸線轉動時不會產生偏離。預防措施從基礎安裝抓起：1）預埋件確保在縱向中心線上，調正螺絲進行緊固安裝，保證鋼絲架子能夠放置在標準位置;2）沿縱向中心線定位懸掛鋼絲的精準點，做好標記;3）對準各中心點及軸線，應用鋼皮尺準確測量鋼絲至洼窩中心兩側的長度;4）調正軸承及底座，兩側長度誤差要在0.05mm范圍之內，確保安裝到位準確;5）對于水平校正，最好采用水平儀現場校正。將其放置在軸瓦洼窩結合面，水平方向有傾斜時，水平儀內空氣偏離中心，用墊鐵進行細微調整，使水平儀內空氣穩定于中心點，才能達到水平平衡狀態;6）汽輪機安裝中需要進行三次找平，第三次要徹查一偏，完成所有找平工作，從而確保軸承安裝標準到位，使轉子穩定運動，消除轉子熱變曲導致的異常振動，保證電廠正常發電。

2.2 汽流激振的解決對策

汽輪機汽流激振的故障排除，首先要找到汽流激振的原因，需要對長時間振動的數據中尋找規律，將滿負荷、正常運行、空載時的振動數據進行分析，利用曲線圖走勢，找到引發振動的因素。從而逐漸調解輸出功率，汽流緩慢增加，將振動數據繪成曲線圖與正常曲線圖進行對比。汽輪機負荷增加后，汽門隨著負荷的增加不斷變化來抵消汽流振動的危害。因此，對于汽流激振的故障，需要長時間的觀察和精細化調整負荷參數，才能有效降低汽流激振的不良影響，維持發電系統的正常運行。

2.3 摩擦振動的解決對策

摩擦振動是機械運轉中不可避免的問題。汽輪機因為摩擦產生異常振動時，往往是摩擦超出正常范圍。在進行檢查時，運用感官的聽聲響、看振動、聞焦味、摸冷熱等對汽輪機的異常摩擦進行判斷，一旦超出正常的摩擦現象，必須引起重視。首先判斷異常摩擦的來源是轉動部件還是靜態部件，然后采取正確的解決措施，更換新件、增加潤滑、加強散熱、調整功率等等，排除異常振動，

2.4 油膜震蕩的解決對策

汽輪機油膜振動故障出現時，可以針對實際機器的故障情況，采用下列解決措施的一種或幾種結合，盡快恢復汽輪機正常工作，保證發電廠發電系統重回正常的發電軌道上來。1）軸瓦增壓使油膜處于相對穩定的內部環境中，使振動可控;2）軸瓦頂部間隙過大，適當減少間隙，上軸瓦軸承寬度增大，使振動頻率變小，從而降低油膜的振動;3）油膜異常振動與軸瓦與軸頸的結合角度大小關系密切，角度越小，振動越小，根據這一規律進行角度的適當調解，從而減少油膜振動;4）間隙潤滑至關重要，既能減少摩擦，又能降低油膜異常振動，達到保養汽輪機組件的目的。因此，加強組件間隙潤滑是降低油膜異常振動的有效方法之一;5）油膜振動與受力不均脫離不了干系，因此，需要加強平衡校正，使油膜處于相對穩定的工作環境中，從而降低油膜異常振動的機率。

3 結語

汽輪機在現代社會的應用十分廣泛，了解并掌握汽輪機異常振動的原因與解決對策對于相關工作人員來說意義重大，特別是對轉子受熱彎曲變形、汽流激振、摩擦振動、油膜震蕩等這類主要問題及相應的處理措施需要熟練掌握，同時還應當建立健全預防措施、規范故障檢查步驟、科學運用傳感器等信息技術，保障汽輪機的正常運行。

參考文獻：

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