浅谈热电厂汽轮机振动故障排查分析

浅谈热电厂汽轮机振动故障排查分析

刘杰领

济南热力集团有限公司山东济南250000

摘要：汽轮机作为一个集自动化控制、机械、电力等科学技术为一身的载体，被广泛应用在了化工、电力行业的生产中，一旦其出现故障，将会造成局部或整个生产流程的中断，致使生产企业蒙受经济损失，甚至出现人员伤亡事故。因此，对汽轮机进行状态监测与振动分析越来越受到人们的重视，相应的诊断分析技术也有较强的使用价值。本文主要对热电厂汽轮机振动故障进行了分析和探讨。

关键词：热电厂；汽轮机；振动

1热电厂汽轮机振动异常的原因分析

1.1油膜振荡引起的汽轮机的异常

如果汽轮发电机的转子在油膜上飞速的旋转，其稳定性很容易丢失，它的旋转过程密切的和轴线联系着，还会和平衡点的涡动相联系，进而造成油膜出现振荡。在涡动频率上，轴线基本上是在转子转速的一半，所以通常也被称为半速涡动。如果转速发生重合，半速涡动的效果就将被放大，产生了比较激烈的振动。

1.2汽流的激振也很容易造成汽轮机的异常

一旦出现气流的激振，就表明汽轮机会出现明显的故障：其一，汽轮机的机组的负荷一旦超过了其中的负荷点，轴振动就会迅速的增加，一旦降负荷要比负荷点要低，振动就会迅速的降下来；其二，强烈的振动频率和高压转子一阶的临界转速要低或者是高；其三，气流的激振一般体现为正向的涡动；其四，一般来讲，出现汽流激振的位置在高压或者是再热中压的转子段，出现汽流激振主要是因为叶片受到了不均匀的汽体冲击而引起的；那些大型的机组，末级叶片会相对较长，汽体在叶片的末端很容易发生膨胀，造成了流道的紊乱情况；其五，机器设备的轴封也很容易出现汽流激振的情况。

1.3转子的热弯曲引起的汽轮机的异常

当转子出现了热变形的时候，很容易引起振动的异常，因为这个时候振幅呈现增长的态势，也和转子温度以及蒸汽参数有着较为紧密的联系，这类情况，大部分发生在机组还是转动的情况下，开始启动后，转子开始转动温度也会迅速的升高，转子的材料在热力的作用下会发生热变形，从而使得转子的规则发生变化，这样在工作的状态下没有办法切合，会使得汽轮机出现不正常的振动。

1.4摩擦振动引起的汽轮机的异常

摩擦振动的特征主要体现在两个方面，一方面，当转子发生了热弯曲之后会出现新的不平衡力，但这种情况下振动的信号的主频率仍然是工频；另一方面，是出现摩擦的时候，振动的幅度和相位都是有波动的，并且波动的时间会持续的比较久。

2?解决热电厂汽轮机异常振动的具体方法分析

在进行设备装配时，一定要保证各个部件的正确衔接，使用钢丝找中心法可以对轴线进行校准，保证安装的正确性。进行基础安装时，一定要将预埋件设置在纵向中心线的前后，再对可调整螺丝进行安装，便于放置钢丝架子。再顺着纵向中心线的方向，找到适合悬挂钢丝的地方。做完这些再对各个中心点进行找正，在测量钢丝离洼窝中心两侧的距离时，要使用钢皮尺，这样比较精确。对准轴承座，仔细调节，使两侧的长度能够相同，人为可控的误差不能超过0.05mm。在进行复测时，要用到水平仪，它可以进行横向的找平。要把水平仪放到轴瓦洼窝结合面上，用斜垫铁对其在竖向高度上进行适当的调整，要满足现场的高低情况，还有轴承座的横向水平也要满足要求。在第三次找正修改时，要将整个汽轮机组排查一遍，需要找正的地方都更改过来。只有轴承安装好了，其工作才能有条不紊的进行，不然就会出现受力不均匀的情况，发生异常振动，这样不仅影响仪器设备的使用，还对热电厂的发电有影响。

2.2?汽轮机组汽流激振

在对汽轮机组进行汽流激振故障分析时，不仅要消耗大量时间去记录机组的振动数据，还要将其满负荷状态下的数据绘制成相关曲线，通过观察数据和曲线的走势，来分析汽轮机的故障情况。调整负荷的速率，缓慢增加给水量，将得到的数据绘制成曲线观察。汽轮机的负荷变化后，高压调速汽门的一些性质也会随之发生改变，而这些改变可以抵消气流激振带来的负面影响，使汽轮机正常工作。收集汽轮机在汽流激振中各种工作状态的数据，仔细分析对比，采用合理的措施来规避汽流激振的负面效应，保障热电厂设备能安全的工作。

2.3分析解决摩擦振动问题的措施

摩擦振动很难消除，因为所有的设备仪器在工作时，都会产生摩擦，有摩擦就会形成摩擦力，这是无法根除的。在例行检查汽轮机时，针对内部的各个组件进行检查，观察部件之间是否存在摩擦，要是有，确定是动摩擦还是静摩擦，这些都要分析清楚。除了检查机组内部的部件，还要注意其在工作时，是否有摩擦声传出，声音在超过一定范围时，需要对其检修。振动的频率也要符合规定。如果有较大的异常噪声传出，那么相关的工作人员就要对其进行检核，有故障的局部部件也要进行更换，以免影响其他的零部件。

2.4解决油膜振动的措施分析

在汽轮机发生油膜振动时，当前流行的解决方法主要有以下五种。第一种，增加轴瓦比压，有效控制油膜发生的振动。第二种，缩小轴瓦顶部的间隙，将上轴瓦的轴承合金宽度增加，这样能有效减少振动频率。第三种，将轴瓦和轴颈之间的接触角度减少，当减少到一定范围后，其振动就会减少。第四种，在机组中添加合适的润滑油是非常有必要的，润滑油要选择动力粘度小的，这样使用起来对机组的正面效益最大，可以极大的促进机组的工作效率，还不会有负面影响。第五种，利用平衡力原理，把设备中存在的不平衡力降到最低，当其相互平衡后，就不会发生加大位移，进而出现振动的概率降低。

2.5利用传感器进行有效的保护

在汽轮机内部有相关的监视和保护系统，这些都是为了监控汽轮机的工作状态而设置的，一旦有故障发生，相关的信号报警系统和保护系统就产生作用，可以使汽轮机更加安全的运行。虽然目前机组内都安装有各种监视和保护的措施，但对振动破坏的保护还不是很完善。应该在机组内部设置振动保护装置，在其接近极限时启动，发出特殊的信号传给电路保护装置，使其紧急停止工作，则相关人员对其检测修复后，再开始工作。

2.6建立完善监督体系

轴承振动测量阶段需要做好安装处理工作，将其安装在汽轮机后，随时随地对机组振动情况进行检查，如果超过固定的范围，则可以根据报警信号对其进行分析。管理机组的工作人员收到预警信号后，采取有效的补救措施，最大程度降低事故发生几率。此外对各类工作进行了解后，要突出常规化和经常化的应用要求，及时关闭运行的机组，第一时间进行检修，避免出现扩大化。

3结语

加强对热电厂汽轮机设备运行故障的分析，能够及早提防机械设备会出现的状况，尽快采取防范措施，这样就能够保证生产的稳定性。相关企业工作者需要加强汽轮机设备运行中振动异常情况的了解，并加强相关故障判断知识的了解，一旦机械设备发生故障，就可以马上判断出原因，从而针对性的解决问题。

参考文献

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[3]乐龙.浅析汽轮机振动的原因及危害[J].能源与节能，2012，（07）：17+26.