汽轮机振动故障的原因分析与处理余金龙

汽轮机振动故障的原因分析与处理余金龙

余金龙

（国家电投集团宁夏能源铝业中卫热电有限公司宁夏中卫755000）

摘要：目前火力发电厂中必不可少的设备就是汽轮机。在电厂发电的过程中，如果汽轮机发生不正常运作如异常振动，对于人员的安全以及电力的生产就会有很大的影响，所以了解汽轮机异常振动的原因尤为重要，本文首先分析了常见的汽轮机异常振动形成原因，接下来详细阐述了如何避免汽轮机异常振动发生，最后对汽轮机异常振动的故障检查步骤，希望通过本文的分析研究，为我国汽轮机振动故障的原因分析与处理的分析研究做出贡献，同时希望给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：汽轮机；振动故障；动平衡

目前，汽轮发电机组已进入参数高、多跨度、大容量、级数化的发展阶段。由于设备不完善、运行环境恶劣、结构复杂，导致其振动故障发生的可能性更大。作为大型旋转机械，转子的振动故障75%以上是由于轴系的不平衡所引起的。导致转子不平衡的因素有多种，比如原材料的性能缺陷，设备结构的不对称，制造及安装的误差等。所以说，动平衡工作贯穿于机组的制造安装以及运行的整个过程，是机组故障处理的重要的措施。接下来本文进行具体分析研究。

1常见的汽轮机异常振动形成原因

1.1油膜振荡引发异常振动

汽轮机中有一种非常重要的组成部件就是油膜，汽轮机被工作人员启动后，汽轮机开始进行高速旋转，这时发电机的转子开始进行高速旋转，油膜对轴颈的作用力大于轴颈重力和科氏力的合力，使轴颈向上浮动，产生弓形涡动，伴随着强烈的作用力作用到轴承的油膜上，慢慢的就会导致油膜的稳定性降低并且开始出现振动的现象。而且就算当发电机开始正常运行时，旋转的轴颈在滑动的轴承中带动润滑油高速流动，由于作用力与反作用力的作用，高速转动油流就会反过来作用轴颈，最终就会产生一种振荡的现象。

1.2汽流激振现象造成的异常振动

当大型汽轮机在运行过程中出现异常振动问题时，首先应当分析是否是由汽流激振造成的故障问题。由于大型汽轮机的末级较长，当汽轮机在运行时极易出现叶片膨胀造成汽流流道紊乱的情况，从而造成汽流激振现象。汽流激振现象具有两个较为明显的特征：第一，当汽轮机出现汽流激振现象会出现较大值的低频分量；第二，运行参数会突然增大影响汽轮机的振动情况。在判断汽轮机是否出现汽流激振现象时，需要通过大量汽轮机振动记录信息进行判断，通过对汽轮机长时间的振动数据进行分析，可以有效判断汽轮机的汽流激振现象。

1.3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。

1.4转子热变形导致不正常的振动现象

汽轮机运行过程中有一种很常见的情况会导致汽轮机异常振动，那就是温度影响。在汽轮机的工作过程中，工作环境的温度很高，而转子的设计以及材料的耐热度并不能长期处于这种高温环境中，这就会造成转子产生热变形，当转子出现热变形后与转子周围的部件的距离可能减小，这样就会造成它们之间的气压增大，这时就可能由于它们之间的大气相互作用力使汽轮机异常振动。

2如何避免汽轮机异常振动发生

2.1油膜振荡检修

根据之前所介绍的关于油膜可以造成汽轮机的异常振动，想要防止出现这种情况，首先需要使汽轮机中的转子与轴承之间能够合理的工作下去，使得它们之间的摩擦力降低，其次工作人员应该选择粘度小的润滑剂来对它们进行润滑，这样做的原因是如果润滑油选择了较大的粘度，那么他们的承载力也会随之增大，而且当粘度增大时，会使油的分布结构有所损坏，造成转子与部件之间的摩擦力增大，另外我们还可以通过让轴瓦顶部的距离缩短使得轴瓦上的承合宽度变的更大一些。

2.2排除汽轮机的汽流激振现象

在排除汽轮机汽流激振现象时，应当结合汽轮机汽流振动的特征，通过对汽流激振现象进行跟踪、分析，制定适宜的解决方法，从而排除汽轮机汽流激振现象。分析汽轮机汽流激振现象时，要分析汽轮机的振动数据，通过对大量数据进行分析，制作相应的振动曲线图，观察汽轮机在运行过程中的振动变化，确定汽轮机出现汽流激振现象的原因，采用针对性措施避免汽轮机发生汽流激振现象。当汽轮机出现汽流激振现象时，需要确定汽轮机在汽流激振情况下的运行状态，通过降低汽轮机的负荷变化，避开汽流激振的负荷范围，可以最大程度改变汽轮机汽流激振现象的发生，排除汽轮机汽流激振造成的异常振动问题。

2.3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。通过全方位的努力来减少质量不平衡因素对汽轮机振动故障的影响。

2.4转子热的振动检修

学习过汽轮机的使用都应该知道汽轮机的转子常常都是在蒸汽环境下进行工作，这时汽轮机转子的热弯曲情况很容易发生，想要减轻或者说消除这方面的问题，首先就必须在最初的制作过程中下功夫，在制作汽轮机时，对于汽轮机中长时间暴露在高温环境下的部件，用耐高温、高压的材料来进行制作，如果对于已经投入使用用不耐高温材料制作的成品，可以在进行汽机维修、保养时进行部件的更换来提高汽轮机部件的耐高温程度，这样就可以避免频繁出现转子的热振动现象。

3汽轮机异常振动的故障检查步骤

汽轮机在运行过程中会出现异常振动问题，而造成汽轮机异常振动的原因较多，故此，应当设置汽轮机异常振动的故障检查步骤，使工作人员能够及时排查汽轮机，快速排除汽轮机异常振动问题。汽轮机异常振动的故障检查步骤如下：第一，要检查汽轮机振动的频率。汽轮机在运行过程中会出现振动情况，当振动幅度在可控范围内时，汽轮机处于正常运行状态。工作人员在排查汽轮机异常振动故障时，首先要检查汽轮机的振动幅度，确认是否处于正常范围内，一旦汽轮机振动幅度过大，则汽轮机容易出现异常振动故障。第二，汽轮机的振动相位是否出现变化。通过确认汽轮机的振动相位与相邻轴承相位的关系，可以确定汽轮机的振动情况。第三，要检查汽轮机的振动稳定性。如若汽轮机的振动出现较大的幅度变化，则汽轮机出现异常振动问题。通过对汽轮机进行故障排查，可以确定汽轮机是否出现异常振动问题，工作人员能够及时解决汽轮机故障问题，确保汽轮机的正常运行。

结语

综上所述，汽轮机在运行过程中不可避免出现振动问题，故此，需要工作人员及时对故障问题进行分析。通过确定汽轮机异常振动的原因，制定相应的排除措施，确定汽轮机的故障检查步骤，对汽轮机的异常振动进行检修，可以降低汽轮机发生故障的几率，提高汽轮机的使用效果。

参考文献

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