分析汽轮机异常振动的原因及应对措施

分析汽轮机异常振动的原因及应对措施

徐海波

华能电源股份有限公司牡丹江第二发电厂黑龙江牡丹江157015

摘要：汽轮机是火电厂的关键设备之一，其正常运行直接影响火电厂的安全稳定。由于汽轮机不可避免的会出现故障，汽轮机最常见、最难判断的故障之一就是异常振动。本文简要分析了汽轮机的异常振动的现象，详细研究了汽轮机异常振动的原因及对策，希望能确保火电厂的安全稳定的运行。

关键词：汽轮机；异常振动；原因；应对措施

随着经济和社会的发展，中国对电力的需求也在不断增加。汽轮机作为火电厂的重要设备，其振动异常是常见故障之一。当汽轮机发生异常振动时，会产生一系列不良后果。首先，汽轮机机组的转子会受到较大的动应力，造成疲劳，甚至直接损坏转子。同时，汽轮机螺帽和螺栓松动，导致蒸汽泄漏，产生动静态摩擦，对轴承造成严重磨损，影响汽轮机的安全运行和生产。因此，对汽轮机异常振动进行分析并研究相应的处理措施是十分重要的。

1汽轮机振动异常常见原因分析

当汽轮机高速运行时，必须产生振动，这是汽轮机发电机组正常运行时的允许状态。但是，一旦振动超过标准允许范围，就会发生异常振动。通过对汽轮机的振动检测，可以了解汽轮机的设计、制造、安装和维护情况，全面了解汽轮机的质量。汽轮机组的异常振动,原因有多方面,机体任何一个相关的媒介或者是设备都会可能成为造成汽轮机组异常振动的因素，就像以下几种情况：油膜的振动、气流激振、转子热的变形以及汽轮机的调速系统发生故障等。而发生这些情况的常见原因有以下几个：

1.1油膜的振荡而引发异常的振动

在发电机组启动升速的过程当中经常会出现汽轮机油膜的振荡，而这个时候汽轮机油膜的振荡是因于轴承油膜之上发电机的转子发生高速度旋转的时候，会有强烈载荷的作用到其表面，而导致最初始的稳定性遭到破坏使得振动现象的产生。在发电机的转子稳定运行在轴承油膜之上时，转轴是围绕轴线旋转的，其稳定性只要遭受到一定的影响，其旋转线速度就将会得到相应的增加，轴承与转子间由于摩擦而引起的损耗对应的也将会增大，还会使得此时轴系临界的转速降低，最终使油膜压力持续的提升，进而引起汽轮机油膜的振荡，最后直接导致汽轮机组工作的稳定性受到影响。

1.2汽流的激振所引发异常的振动

对大型的机组来说，因为其末级比较长，所以汽体于叶片膨胀的末端会发生流道紊乱的现象，而且还有出现汽流激振状况的可能；在对汽轮机组进行检查，看其产生的异常振动所属的类型是不是属于汽流激振时，我们能够依照两个方面的方法来对其进行判断，第一种就是机组会有大量值低频的分量出现；第二就是运行的参数可以明显影响振动的幅度，而且该种增加会是突发的，因此汽轮机在运行的时候需要尽可能的在额定的参数之下来运行，从而免于长时间的处在低温低压的区域运行，还有就是其负荷不应该波动过大，再其升降负荷的时候需要将升负荷速率把控好。

1.3转子热变形导致不正常的振动现象

在汽轮机产生的不正常振动原因中，转子热变形也是十分重要的一个因素，因为当振动幅度增大时，由于转子温度和蒸汽的参数之间有着十分重要的关联，并且在冷态符合标准之后，汽轮机会出现不正常的振动现象，这种状况就是转子热变形使得汽轮机产生了异常的振动。除此之外，摩擦也是能够产生涡动、抖动的状况。这些是因为转子热的弯曲将会使其出现新不平衡的力，即使振动信号的主频为工频，但是由于有一定程度的非线性原因和冲击，使得依然会有一部分分频和高频发生的可能，当相互之间的摩擦比较严重时，相位和幅值则不再变化，趋于稳定，使得其振幅就快速上升。

1.4汽轮机的调速系统导致异常的振动

汽轮机组的调速汽门当其运行的过程之中经常会发生摆动情况，这种情况会导致汽轮机的轴瓦振动频率增加，从而对机组的运转产生极大的影响。这种状况主要为当启机时的转子转速不稳定，可能会出现20r/min的误差，而当机组在正常运转时，油压发生快速的下降，再反弹到原来的数字；如果使用较高转速的汽门时，会发生较大幅度的振动，特别是在阀门的位置，振动现象最为明显，而最严重的时候会导致轴瓦的破损。

1.5由于汽轮机凝汽器真空较低产生的问题

汽轮机的工作原理是根据排气口的真空状态而形成的凝气状态，如果凝汽器的真空状态下降，那么汽轮机的转动也会受到一定的影响，而较高温度还会对其产生较大的影响，使得真空状态降低，主要因素就是凝汽器的气密性变差或发生结垢等现象。

2汽轮机有关异常振动的应对措施

2.1油膜的振荡检修

根据汽轮机组的油膜振荡问题的原理可得知，想要使得转子以及轴承可以安全可靠的工作下去，就需要使得其摩擦力得到降低，并符合规定的润滑油来对其进行润滑，还要将润滑动力的粘度降低，由于润滑油的粘度愈大，那么它的油膜承载能力将会对应的变大，不过只是单一的增大润滑油粘度，那么会将油均匀的分布给破坏，这样还会使摩擦力增大。除此之外，还能经过将轴瓦顶的间隙减小与使上轴瓦的轴承合金其宽度加大一些，还有减小轴颈和轴瓦间相互接触的角度等多种办法，来排除掉油膜振荡故障。

2.2汽流激振导致异常的振动检修

对汽流激振所导致异常的振动，一般所采用的方法是经过不断调整机组的给水量以及调速汽门，最后再对汽流激振具体的状态进行确认。

2.3转子热弯曲的变形检修

汽轮机转子通常是处于蒸汽区区域来工作，所以热弯曲变成一种非常容易见到的状况，在进行最初设计时就应当运用一些耐高温与耐高压以及耐腐蚀的材料。假如发生汽轮机的转子热弯曲现象，那么对其进行解决的方法就只有一个，那就是对转子进行更换来消除异常振动现象。

2.4汽轮机的调速系统发生故障的检修

对汽轮机的调速系统所出现的故障，一般情况下解决方式有以下几个：①最初设计的时候，要结合油管路和油动机的具体组合动态特点来进行考虑，将全部调节系统油管路进行调节；②加大对油质方面的管理工作，对硅藻土所使用的过滤器定期的进行更换，还有就是对系统之中所用到的过滤器定期的更换，并保证滤网通畅；③确保该汽门的门杆必须得和连接套应当的位置连接到位，还要保证大于3/4的接触面积，来降低振动问题所导致的缺陷。

2.5汽轮机的凝汽器其真空偏低从而导致的故障检修

一般解决因汽轮机的凝汽器真空低所致的问题的办法如下：真空气密性降低可以通过蒸汽进行水箱漏水检测和针对凝汽器的汽侧与真空系统来实行灌水的检漏，并定期检查清洗喷嘴。在结垢时，我们需要用化学方法去除结垢。

结论

汽轮机是火电厂的关键设备之一。只要汽轮机机组出现故障，就会造成很大的危害，严重影响机组乃至整个火电厂的正常运行。因此，在汽轮机的运行过程中经常发生异常振动，我们需要找准其发生的原因，并制定相应的措施对策。一旦出现异常振动故障，必须立即查明原因并及时处理，以保证汽轮机的正常运行和火电厂的安全生产。

参考文献：

[1]卢旭东.火电厂的汽轮机其异常振动的故障排查方法分析[J].科技创新导报，2012（12）：74~75.

[2]王玉平.汽轮机的异常振动治理与分析[J].科学之友，2011（4）：19~20.

[3]袁东辉，郭洋.火电厂的汽轮机其异常振动问题排除需注意问题[J].科技致富向导，2011（35）：365.