汽轮机振动的原因分析及处理张凡四

汽轮机振动的原因分析及处理张凡四

张凡四亓磊宗鹏飞

（山东齐鲁电机制造有限公司山东省济南市250100）

摘要：汽轮发电组是我国发电工程中重要组成部分，是保障城市经济发展和居民生活用电的重要机械，其对发电的重要性不下与电力对人们生产、生活的重要性，对此，保证汽轮机的定期维修和保养是加强汽轮机的正常运行的关键性活动。在汽轮发电机组运行过程中，不可避免的存在或大或小的震动，当震动在正常范围内时，其对汽轮机的逐渐没有任何影响;当震动超出正常范围内之时，将会对汽轮机组设备造成巨大的伤害。

关键词：汽轮机；振动的原因；分析及处理

1汽轮机异常振动概述

1.1汽轮机振动概念

汽轮机振动即设备的部件偏离其固定的平衡位置,进而导致物体相应的位能和动能随之变化,出现反复性的连续运动被称之为振动。根据冲击力的不同,可以将汽轮机的振动分为自由振动和受迫振动两种形式。可以用相位、频率、方向以及振幅对汽轮机振动的大小和幅度进行描述。汽轮机振动的相位即振动过程中振动信号最大值与转子某一点的相对位置。频率即汽轮机在特定时间内振动的次数。汽轮机的振动方向包括，横向、轴向和扭转三个方向,根据汽轮机运行过程中振动的大小可以将其分为双向振幅和单向振幅两类。

1.2汽轮机异常振动的危害

如果汽轮机振动的幅度在规定的范围内,是不会对汽轮机的运行正常工作产生影响的,但是当汽轮机出现异常振动时将会对发电机组的安全性以及经济效益产生巨大的负面影响。因而汽轮机振动也是机械设备检修的重要内容。汽轮机异常振动的危害主要表现在以下几个方面。首先,当汽轮机出现异常振动时,过大的振动幅度有可能导致机组之间连接部位的零件松动,增加了机组运转的安全隐患。其次,汽轮机振动过大还会增大机组支撑零件以及发电机部分的摩擦,给汽轮机的本体造成损害,导致汽轮机使用寿命的缩减。最后,汽轮机异常振动会导致发电效率和发电质量的降低,进而影响经济效益的提升。

2汽轮机振动的特点分析

设备第一次启动升速到超过其临界转速时，可通过轴承振动的大小来判断设备是否存在故障问题，若情况良好，一般可判断汽轮机转子与拖带机组转子在当前处于平衡状态，且轴承尚未受到任何损伤。若在停机后对设备叶轮进行配重，应注意其在空载时要保证空转速度为3000转/min,并保证轴承基频振动在安全范围内，才可进行操作。待机组配置二次发动后，可根据规定标准将轴承垂直振动调整为15μm，其振动基本保持不变。待振动调整到91.5μm时，需及时打闸停机，此时的大轴扰度，比开机时大100。三次启动时，待后汽封温度高达300度时，需打闸停机。机组在整个过程中会出现振动突增的现象，导致监测系统报警，这便说明设备故障正在逐渐恶化。

3振动故障存在的原因分析

汽轮机出现振动故障的因素较多，包括设计、运行保养与维护、制造水平、检修技术、安装技术等多个方面，这些均可导致设备出现振动问题。尤其是转子零部件，若其精度达不到规定要求，便会导致在高、低速平稳试验中，无法达到实验要求，进而导致离心力问题，致使整个机组出现振动故障。二是设备安装工艺也会对振动故障产生直接影响，需结合安装现场要求，对轴承的预紧力、刚度及强度进行筛选，并确保汽轮机同心度合理。各零部件之间的间隙应进行严格控制，不宜过大和过小，若间隙过大，极易导致碰撞问题，反之则会导致各零部件相互接触。设备在长期运行的过程中，各零部件难免会出现膨胀问题，且该问题同样会存在于连接销系统，一旦润滑油失效便会导致机组变形，进而引发振动故障。三是汽轮机运行过程中，有效的保养和维护工作，对于振动故障问题的预防十分重要，一旦该工作不能顺利开展或操作不当，便会引发故障。若人员未能有效控制汽轮机排气管温度，便会对轴承高度造成影响，进而导致振动故障。若润滑油在轴承旋转时形成油膜，同样会影响到转子稳定性，导致该问题发生。企业在开展生产活动时，汽轮机往往相当于人体的心脏，一旦出现故障和异常，便会导致整个系统无法正常运转。故需加强对该问题的重视，一旦发现问题、及时解决.

4解决汽轮机振动故障的有效措施

4.1如何解决质量不平衡问题

对于转子质量不平衡现象，应该从以下几方面解决问题:(1)企业应加强企业人员的专业素养，在设计、制造、以及安装时，能准确的进行工作，减小质量问题的发生。(2)严格监管材料，杜绝材料不均匀状态。(3)在汽轮机组正常运行时，运行人员应加强对转子的平衡进行有效控制，加强监视，减低转子不平衡问题，降低汽轮机在运行时因大幅振动发生故障的几率。

4.2如何解决转子热弯曲现象

(1)汽轮机转子弯曲故障对策:汽轮机转子一般工作环境在高温高压的蒸汽之中，若是转子温度的增加较为均匀，则只会引起转子长度的增加却不会造成转子热弯曲，因此，在汽轮机进行工作时，对汽轮机转子进行热平衡，避免转子产生热弯曲现象。(2)发电机转子弯曲故障对策:当发电机的转子震动与冷却介质的温度相关联时，运行人员需要进行转子通风试验来确定汽轮机内部的堵塞部位，及时进行疏通来保证转子的质量;当检修人员怀疑转子热弯曲是由于绕组的局部短路或匝间短路，可以对相关联的电气设备进行实验，来确定短路部位，并及时修理。

4.3如何避免动静碰磨对汽轮机的运行

影响当设备出现动静碰磨时，可以现场控制轴振动，以保证机组运行的安全。在汽轮机出现碰磨时，相关人员不能强形提升机组转动速度，以免造成大轴弯曲。当出现碰磨时轴转速在临界值以下，可以立即停止机器运行，对机组进行整修;若是在临界转速以上，则应在震动可以控制的转速期间继续运转一段时间，磨合一定间隙后提升速度，若是震动无法控制则需立即停机，以免危害汽轮机机组的安全。

4.4如何避免气流激振带来的影响

当发电机组因各种原因产生气流激振并影响汽轮机组的运行，使其产生一场振动时，运行人员可直接根据发电机组的不同负荷进行分析，直接调整高压调速汽门即可，可直接消除气流激振现象，避免汽轮机出现异常振动，除此外，运行人员直接降低发电机组运行时的升降负荷变化速率，将负荷控制在一定范围，亦可减轻气流激振现象，以此来保证汽轮机组的正常运行，提升发电机的工作效率。

4.5如何做好智能化检测装置的安装工作

该装置的使用和安装，可有效防止汽轮机发生振动故障问题。应有针对性的在监测困难点安装该设备，实时检测振动情况，并及时报告异常点。另外，还应对技术人员进行有序安排，一旦警报响起，人员需立即到位，杜绝问题扩大而造成更加严重的影响。

5结语：

综上所述，由于振动故障的存在，导致汽轮机机组在运行过程中存在极大的安全隐患，对电力企业造成严重影响，为此，需在今后运行中加强维护和管理，并做好各项检查工作，降低振动故障的发生概率。另外，还需对设备制造、设计、安全等方面加以重视，发现问题及时解决，为设备的稳定安全运行提供保障。

参考文献：

[1]汪栋金.大型火电厂汽轮机轴承振动大的原因分析及处理[J].工程技术研究，2016.

[2]崔普景.工业汽轮机振动大原因的分析和处理措施[J].科技展望，2015.

[3]王志超.某化工公司烃压缩机组的汽轮机的振动异常的分析与诊断[D].华东理工大学，2014.