大型火電廠汽輪機軸承振動的原因分析及處理對策研究

劉蕾

哈爾濱汽輪機廠有限責任公司 黑龍江哈爾濱 150046

軸承是大型火電廠發電設備的重要關鍵部件，汽輪機組在長時間工作情況下，汽輪機軸承振動過大可能導致故障，為了在一定程度上提高火電廠汽輪機的運行質量，分析大型火電廠軸承振動的原因是十分必要的，并結合實際情況提出有效且科學的解決方案，這樣可以提高處理工藝的科學性，在一定程度上提高大型火電廠汽輪機的安全性能。

1 造成大型火電廠汽輪機軸承振大的原因

1.1 汽輪機軸出現氣流激振現象

大型火電廠汽輪機軸在運行過程中，經常出現氣流激振現象，從而，導致汽輪機軸承產生振動。這種振動現象是由于蒸汽對汽輪機葉片的連續沖擊造成的。當氣流到達汽輪機末端時，運行過程將變得混亂和不規則，而葉片自身具有膨脹和收縮的特點，這將對汽輪機的汽道產生一定的影響，從而引起振動激振。如果氣流激振頻率不穩定，會出現明顯的極化現象，導致低頻和分量增加，而且，氣流也將有較大的差異，這將會產生連續增加的運行參數，在一定程度上會產生汽輪機軸承振動增大的現象[1-2]。

1.2 汽輪機組轉子發生熱變形

轉子的長度會隨著安裝的容量的擴大而增加，轉子中發生熱變形現象，將會導致汽輪機組產生異常振動。一是由于振幅的大小和該機組轉子的運行時間有一定關系，隨著運行時間的增加，溫度也會升高。如果超過負荷，冷卻狀態會發生一定程度的變化，從而導致熱變形。其次，隨著轉子發熱量的增加，會產生彎曲變形，這樣導致轉子出現凹凸不平的狀態。為此，當機組在該渠道進行運行時，會出現振動異?，F象。與此同時，轉子不僅會受到內應力大小的作用，還會受到材質的影響，這將在很大程度上導致熱量的釋放。由于轉子連續受熱，振動倍率增大，相位波動導致轉子振幅增大。

1.3 摩擦振動增大汽輪機軸承振動

當轉子使機組部分區域溫度升高時，會出現相應的氣壓差，這會導致振動信號出現差異。受到線性沖擊以及新的不平衡力的影響，會導致機組的振動幅度有所提升。并且，當轉子與軸承之間發生摩擦，產生火花，機組區間波形開展分化，隨著數量的增加，導致波形出現削頂現象，并且振動變得更加激烈。當汽輪機的突然停止時，行為變化的發生，會使軸承的臨界值有所降低，導致溫度突然升高，為此，汽輪機會發生振動現象。

1.4 機組在運行中受到軸封供汽壓力

軸封的結構、材料和形狀均可以導致軸承產生振動，伴隨機組運行溫度的上升，在一定程度上導致軸承受熱產生變形。為此，其中的供汽壓力也隨之發生變化，使蒸汽從高壓端泄露，隨著空氣將從低壓端進入，軸封由于壓力高低產生變化，從而導致振動幅度有所增加。

1.5 潤滑油油質問題

汽輪機潤滑油系統是保證機組安全運行重要輔助系統，潤滑油油質不高直接印象機組的安全運行。因為潤滑油是供應機組軸承潤滑，機組的軸承布置在汽封外側距離較近，汽封會漏出一定量的蒸汽，所以潤滑油因為長期接觸蒸汽的原因造成含水量增加，潤滑油油質降低，如果不及時更換就會造成軸承磨損加劇，故而軸承振動變大。

2 汽輪機軸承振動大的處理措施

2.1 排除蒸汽激振現象

有必要仔細檢查蒸汽引起的振動現象。主要內容如下：①運行人員應根據汽輪機的特點定期檢查并記錄勵磁信息。②分析故障。檢驗人員應定期將每次振動時間與相關數據對應。根據機組軸承振動的最大值與最小值的比較，繪制了相應的曲線[3]。

2.2 軸封系統加強監視及規范操作

軸封系統的溫度壓力要作為重點的監控參數，在汽源切換過程中要控制好壓力和溫度參數。啟停機過程中的軸封供汽的切換和參數配置尤為重要，要防止誤操作發生。造成設備損傷，機組振動變大。

2.3 掌握摩擦振動原理，減輕摩擦振動現象

相關工作人員應當基于摩擦的基本原理，對振動現象進行深入研究，而摩擦振動一般出現在轉子上。若轉子發生熱彎曲的現象，則汽輪機將會出現不規則運動等情況。根據轉子受力面積的不同，摩擦力也不同[4]。如果摩擦力比較大，則轉子在連續運作的狀況下，會隨著溫度的升高而導致兩個截面中的運轉不平衡加劇。當轉子局部出現過度受熱的情況時，便會導致轉子發生彎曲現象。為此，工作人員應當從摩擦的原理出發，進行有效的分析與檢查。

2.4 潤滑油系統控制

潤滑油系統的控制主要有一些幾點：

①潤滑油工作參數控制，機組運行中，潤滑油的主要監控參數是油溫和油壓。油溫變高需要檢查冷卻器是否工作正常。油壓不穩定的原因需要針對不同機組，獨立主油泵的潤滑油系統，需要檢查主油泵是否有問題。但是有的機組主油泵的葉輪是在機組的主軸上，故在機組正常運行中不存在出力問題，此時就需要考慮排煙風機是否有問題造成油箱負壓不正常。②油質控制，因為潤滑油無法避免的會進入蒸汽造成水分增加油質下降，所以定期更換潤滑油并且濾油是運行維護中要嚴格完成的[5]。

3 結語

綜上所述，分析了火電廠汽輪機軸承振動的原因。因此，可以解釋為：保證軸承振動的穩定對整個機組的安全運行非常重要。本文說明了幾點引發振動增大的情況和日常防范的措施。但是機組軸承振動增大多數情況下設備已經損傷，所以一定要重視機組軸承振動的變化，避免惡性事故的發生。