火电厂汽轮机振动原因及解决方法苏占云

火电厂汽轮机振动原因及解决方法苏占云

苏占云

(青海桥头发电有限责任公司青海省西宁市810100)

摘要:经济的快速发展，对于能源的需求也在逐渐增加，尤其是电力能源，有效的推动了我国电力企业的发展。火力发电作为一种传统的发电方式，对于我国经济的发展以及居民的正常生活具有重要意义。经济的发展有效的推动了火电的发展，汽轮机、锅炉、发电机是火电发展的重要构成部分，但是，在实际的工作过程中，汽轮机由于振动会产生严重的故障，严重影响了火电厂发电质量。文章探讨了火电厂汽轮机振动原因及解决方法。

关键词：汽轮机运行；汽轮机振动；火力发电

引言

现阶段，我国大部分火电厂中主要是以汽轮机发电这种形式为主。因此，汽轮机的运行稳定状态对电厂安全而言具有十分重要的影响。一旦电厂机组运行过程中汽轮机出现故障，将会直接影响发电系统的正常工作，进而影响人们的生产和生活。另外，电力系统对我国社会经济发展等具有十分重要的影响，不稳定故障因素的存在将会对社会各行各业的正常运转造成影响，进而影响社会经济健康发展。因此，火电厂应当加大重视力度，采取一定的措施切实保证汽轮辅助机的稳定运转。

1汽轮机振动特点分析

汽轮机的振动特点表现在其第一次启动升速到超过其临界转速的时候，通过对轴承振动的大小来判断汽轮机是否产生故障。如果情况良好，则可以判断汽轮机转子与拖带机组的转子在当前处于平衡的状态，轴承未有任何的损伤。若要在停机后对汽轮机的末级的叶轮进行配重，应注意先在其空载的时候，保持其空转速度在3000转/分钟，同时将下轴承基频振动降到安全线以下方可进行操作。待机组的配置再次发动之后，根据相关的标准是将轴承的垂直的振动调整为15μm，同时带负荷在20MW的时候，其振动基本不变。待振动升到91.7μm时，这个时候要及时打闸停机，并且在这个时候大轴的扰度比在开机的时候要大100。当在进行第三次启动的时候，在后汽封的温度达到300度的时候，并且在90.7μm的时候，要打闸和停机。机组在整个启动过程中造成的振动突增，会导致监测系统报警，说明汽轮机的故障在逐渐的恶化。

2汽轮机振动的危害

汽轮机运行中振动的大小，是机组安全与经济运行的重要指标，也是判断机组检修质量的重要指标。汽轮机运行中振动过大，会影响到电厂的安全正常运行，可能造成以下危害：

2.1机组经济性降低

汽轮机汽封间隙的大小，对汽轮机热经济性有很大影响。而汽封间隙能否保持较小数值很大程度上取决于机组的振动状况。过大振动会使汽封间隙增大，使机组热经济性降低。

2.2使机组动静部分及支撑部件产生损坏

发生强烈振动时，机组动静部分发生摩擦，会使端部轴封及隔板汽封产生磨损。当机组振动过大时，会使叶片、围带、叶轮等各转动部件应力增加，导致疲劳损坏。同时也会造成推力瓦、密封瓦、轴瓦等部件疲劳，出现乌金表面剥落、脱胎或碎裂。

2.3使各连接部件松动

机组发生过大振动，使机组相连接的轴承、轴承座、主油泵、蜗轮、蜗杆、活动式联轴器、凝汽器及发电机冷却器的管道等发生共振，引起法兰连接螺栓振动，地脚螺栓断裂，从而造成重大事故。

2.4直接或间接造成设备事故

当汽轮机发生过大振动时，危急保安器或机组的其它保护仪表的正常工作将直接受到影响，严重时引起这些部件的误动作，直接造成事故停机。若发电机定子铁芯和端部线圈振动过大，会使铁芯叠片间绝缘破坏和线圈绕组间绝缘损坏，造成铁芯过热损坏，使绕组之间或绕组对地短路。

3火电厂汽轮机振动故障的原因及解决办法

3.1油膜振荡引起的振动

汽轮机启动、升速的过程中容易现油膜振荡的情况，这主要是因为汽轮机启动过程中发电机转子会在轴承油膜上进行高速的旋转，油膜所受的荷载增大，初始的稳定性被破坏，就会出现振动情况。发电机转子在不稳定的状态下运行时，轴颈旋转线速度增大，轴承与转子之间需要产生更大的摩擦损耗，油膜压力随之增大出现振荡，此时汽轮机的震动也伴随转速的升高而升高，振动频率也越来高，当振动频率达到转子第一临界转速的两倍时，共振加大影响到涡动和振幅，汽轮机转轴会有强烈跳动的出现。根据油膜振荡的原理可以通过提高汽轮机转子和轴承可靠性的方法来对异常振动进行处理。火电厂可以采用与汽轮机型号相符的润滑油，滴在轴承以及转子的位置，从而减小摩擦力，同时还可以适当降低润滑动力粘度，避免润滑油粘度过高导致的不均匀分布。此外，还可以通过增加汽轮机轴承合金的宽度、减小轴瓦顶部间隙或者是减小轴瓦与轴颈接触角的方法来对油膜振荡导致的汽轮机振动情况进行解决。

3.2摩擦导致的汽轮机振动

由摩擦振动引发的汽轮机异常振动，在转子热运动的影响下，汽轮机振动信号会产生一定的平衡力，使得振动信号的主频仍然为工频，火电厂汽轮机正常运行中难以进行高频、分频和倍频的区分，甚至导致削顶现象的发生，进而对汽轮机造成损害。此外，摩擦引发的汽轮机异常振动持续时间往往较长，振幅也会大幅度提高，摩擦所产生的临界速度也会上升，导致汽轮机严重受损。摩擦振动在火电厂汽轮机工作过程中是不可避免的，技术人员只能通过摩擦降低措施减轻摩擦振动的影响。要对汽轮机摩擦力较大的连接处定期更换润滑油，对于使用时间过长的部件要进行及时的修理或者是更换，可以通过合理的维护和保养，降低汽轮机部件的摩擦，降低摩擦振动的不良影响。

3.3气流激振引起的汽轮机振动

在火电厂运行过程中，气流激振也是导致汽轮机出现异常振动的重要原因。气流激振所引发的汽轮机振动具有以下表现。一是气流激振低频分量的值会出现异常的增大；二是在运行参数的影响下，汽轮机相关部分的振幅以及负荷也会出现增大，进而导致汽轮机发生损伤。技术人员在进行气流激振引发的汽轮机振动故障处理中，可以对适当调整不同负荷条件下汽轮机高压进气门的特性，从而尽可能地消除气流激振。在日常的汽轮机运行过程中，要对汽轮机负荷汽压的变化进行控制，降低负荷气压的变化，避免气流激振的出现，降低汽轮机振动故障出现的几率。

3.4转子热变形引起的汽轮机振动

当机组的转子温度逐渐上升时，材质内应力的释放会引发转子的热变形，导致汽轮机振幅的大幅提高，同时相位也会随之发生变化，汽轮机出现异常振动。汽轮机机组转子热变形的原因有很多，包括中心孔进油、气缸进水、发电子转子冷却不均匀等。可以通过转子的经常更换，避免转子热变形引发的汽轮机异常振动。此外，还需要对转子中心孔内的油进行定期的清理，避免中心孔进油导致汽轮机转子排气孔无法与外界相连。需要注意的是，油进入转子孔的途径不一定是排气孔或者是转子孔的堵头，也可能是转子的前面，因而在汽轮机安装时就要采取恰当的处理措施避免转子孔进油问题的出现，为汽轮机的稳定运行提供保障。

结束语

总而言之，电厂汽轮机振动是无法完全消除的，但却可以通过各种相应的措施将振动值控制在一定的范围内。为尽可能避免振动情况的不断增大，要求机组运行人员应严格遵守操作规程，并对机组进行严密的监视，这样能够及时发现问题。同时检修人员应做好检修工作，尽量避免在检修过程中发生马虎、大意等情况，以此来确保检修质量，进而保障汽轮机安全、可靠运行。

参考文献：

[1]杨双全.火电厂汽轮机振动故障探讨[J].广东科技，2014（22）：96+131.

[2]赵华.火电厂汽轮机异常振动故障排查技术分析[J].黑龙江科技信息，2015（24）：39-40.

[3]殷富伦.浅谈火电厂汽轮机异常振动原因及处理措施[J].科技创新与应用，2015（27）：163.

[4]卢旭东.火电厂汽轮机异常振动故障排查技术分析[J].科技创新导报，2012（12）：74.