汽轮机振动的故障特征分析及处理探讨高磊

汽轮机振动的故障特征分析及处理探讨高磊

高磊

内蒙古华电乌达热电有限公司内蒙古乌海市016000

摘要：汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的一种高速旋转机械，其应用范围很广，可用作发电机组的远动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机等，是很多大型过程工业的心脏设备。对于工业汽轮机，转动部件与静止部件的摩擦是运行过程中最常见的故障之一，同时也是转子系统发生失稳的一个重要原因，轻者可能会使得机组出现强烈振动，严重的可以造成转轴永久性弯曲，甚至导致整个轴系损毁。所以，强化对汽轮机振动故障的研究对于保证企业的安全稳定生产是十分必要的。鉴于此，文章分析了汽轮机振动故障的类型和特征，然后对相应的处理措施进行了研究，以供参考。

关键词：汽轮机；振动故障；处理措施

引言

随着科学技术的发展，为了满足人们日益增长的生活和生产需求，火力发电厂引进力大量先进的机器设备，其中最重要的一项设备就是汽轮机，汽轮机起着不可替代的作用。汽轮机的可靠性能直接关系到发电厂能否正常工作，汽轮机自身机构很复杂外加其工作环境具有特殊性等特点，对汽轮机的日常维护成为了大型发电厂日常管理中的重中之重。因此，探讨一些汽轮机常见的异常运行状况和故障判断，并对其进行正确的处理，成为了发电厂日常管理的重要环节。

1造成汽轮机振动异常的原因分析

众所周知，火力发电厂发的电是我们日常用电的主要来源，而决定发电厂发电功能是否正常的正是发电厂发电机的这个关键组成部件——汽轮机组。汽轮机组总是时不时的发生故障，主要是由于汽轮机进行长时间的运行从而导致其关键部位受到磨损，这样就对发电机组的正常运行产生了很大负面影响。据研究发现，振动是造成汽轮机磨损的重要原因，又有很多因素会导致汽轮机发生振动，比如进汽的参数、疏水、所用油的温度和质量等，这些因素都对机组的振动有很大的影响。可见，只要任何一个设备或介质都跟机组有关系，都有可能是机组发生异常振动的原因。因此，在对汽轮机待异常振动进行维修时，最重要的就是要认真分析那些可能会导致汽轮机振动的因素。

2汽轮机的振动的种类及特征

2.1转子质量不平衡

汽轮机振动故障存在多种原因，其中最为常见的为转子质量不平衡。转子质量不平衡在汽轮机振动故障中占得比例高达80%，剩下的20%也不能认为完全与转子质量不平衡没有关系。分析转子质量不平衡的原因可以总结为以下几个方面：（1）材料的不均匀；（2）制造、设计和安装过程出现偏差；（3）使用过程中没有对转子进行定期养护导致材料受损。转子质量不平衡会使转子的惯性主轴与旋转轴线出现一定程度偏离，在这种情况下转动转子，离心力显然难以维持平衡，必然会出产振动的现象，从而使汽轮机发生故障。

2.2轴弯曲

轴弯曲是导致汽轮机产生振动的另一个原因，如果轴和轴系安装不正确，在工作的过程中出现热变形以及设备的自重都会引起轴的弯曲，不平衡状态的实质也是转子不平衡的一种状态，导致在轴旋转时出现一阶转频的横向振动，如果轴弯曲的程度达到某一状态时，还会产生二阶转频f的横向振动，进而更大程度上损害汽轮机。轴弯曲的主要故障特征是转子的特征频率与常伴频率同时出现，振动方向为径向、轴向方向，而且振动的相位比较稳定，汽轮机的振幅比较明显，在汽轮机振动时随着符合变化的不明显。

2.3液压设备故障

液压设备故障往往是受到汽轮机振动故障影响，当汽轮机出现振动时，液压设备可能会因此而出现渗漏现象，出现渗漏现象后又会反过来影响汽轮机加重振动故障。此外，液压设备的材质也可能对其使用情况造成影响，材质不均匀或者铸造过程带来的不易发现的隐患，都可能会导致液压设备渗漏。液压设备需要维持长期的运行，长期运行可能会使其处于超负荷状态，导致液压设备的外壳出现裂痕或缺口，从而出现渗漏现象，从而对汽轮机造成影响出现振动故障。

2.4气流激振对振动造成影响

汽轮机的异常振动很大程度上是受到气流激振的影响，汽轮机对振动比较敏感，各种因素都可能会对其产生影响，当汽轮机组受到不平衡气流影响时，振动幅度和频率都会受到影响，从而出现故障。与此同时，汽轮机在受到不平衡气流影响时还可能使原本正常运行的汽轮机组出现大量值的低频分量，从而使汽轮机振动故障出现。究其原因，首先，汽轮机组在受到不平衡气流冲击时会打破原来的运行状态，其次，在加大规模的发电机组内部，如果末级比较长，汽轮发电机组的叶片就会受到影响，会出现膨胀，进而可能会导致气流激振现象的发生，最终对汽轮机造成不良影响。

3汽轮机振动故障解决措施

3.1针对转子质量不平衡问题

根据对转子质量不平衡的原因分析提出以下解决措施：首先，转子材料选择上应该选择符合相关标准和要求的材料，避免偷工减料等；其次，在转子的设计、制造和安装环节需要请专业的的人员和团队来进行，本单位执行人员必须具有该方面的专业素养；然后是在使用过程中要严格按照相关的操作流程、操作标准和操作要求来进行，并定期进行设备的养护，防止人为原因对设备质量平衡造成不良影响。

3.2针对转子热弯曲现象的解决措施

转子热弯曲主要涉及到两个方面：汽轮机转子弯曲和发电机转子弯曲。针对不同的故障要采取不同的处理措施。首先，针对汽轮机转子弯曲故障应该要首先考虑汽轮机转子的工作环境，汽轮机转子通常是在高温高压环境下工作，这种工作环境必须要对转子受热均匀度提出要求，均匀受热可以有效避免热弯曲现象，只会使转子的长度增加。对于发电机转子的弯曲故障则要将侧重点放在汽轮机内部的疏通工作，因为在发电机的转子振动与冷却介质有关联时，主要原因可能是汽轮机内部出现堵塞，必须进行及时疏通，才能确保转子的质量不受损害。

3.3针对液压设备渗漏问题的解决措施

液压设备渗漏会对整个发电机组造成影响，如果不能妥善处理发电机组就要停止运行，这对电力企业来说会造成重大的经济损失。因此针对液压设备渗漏问题，必须要有可实施的解决措施，首先企业应该加强处理该类故障的能力，提高处理该类故障的技术水平。其次是要对液压设备渗漏有正确的认识，液压设备的材料本身就是比较特殊，如果出现渗漏现象采用一般的焊接技术无法达到预期的修复效果，如果企业不具有解决该类故障的能力就要考虑换掉设备，但是这样会给企业增加成本投入，并且消耗更多时间，降低经济效益，企业应该做好故障出现的完全准备，提前准备高分子复合材料及专业人士，随时做好处理故障的准备。

3.4针对气流激振的解决措施

气流激振是在发电机运行过程中随时可能产生的现象，汽轮机组受其影响产生振动，要减少气流激振对汽轮机振动的影响，运行人员需要对发电机组的运行负荷情况进行充分了解，通过对高压调速气门的调整来消除气流激振的现象，从而防止汽轮机的异常振动，维持汽轮机的长时间稳定运行，最终提高发电机的工作效率。

4结语

综上所述，汽轮机振动故障受多种因素的影响，其中包含其本身一些材料的影响，人为因素的影响及长期运行设备老化等影响，不同原因的单独作用或多重作用导致汽轮机振动故障。所以，设备维保人员应对电力设备中汽轮机进行定期进行维护和保养，对可能出现的故障进行逐一排查，并且随时做好处理故障的准备，确保汽轮机可以稳定运行，帮助电力企业长期稳定运行。

参考文献：

[1]夏欢，陶继忠，王洋.基于球面轴承的空气静压主轴设计[J].机械设计与制造，2015(12).

[2]陈雪梅，黎文兰.气体轴承技术及其应用[J].润滑与密封，2012(4).