探究汽轮机异常振动的分析和治理

探究汽轮机异常振动的分析和治理

于亚宁 金志坚

大唐吉木萨尔五彩湾北一发电有限公司 新疆维吾尔自治区吉木萨尔县 831799

摘要：在汽轮机组常见故障中，汽轮机的异常振动是一种较为频繁、复杂和不确定的故障。如果不能及时有效地消除，将影响整个机组的安全稳定。因此，有效地分析和消除汽轮机的异常振动已成为我们日常维护工作的重点。根据作者多年的工作实践，本文主要介绍汽轮机组从设备检修和运行两方面造成振动的原因，仅供参考。

关健词：汽轮机；异常振动；分析和治理

引言

随着我国经济不断发展，对电力供应也提出了更高要求，为能够确保居民用电稳定和工业用电不间断，必须做好发电机组日常维护和稳定运行工作。在火电厂发电设备中，汽轮机作为十分重要的设备，保证其安全运行是确保稳定供电和电网稳定运行的基础，做好汽轮机维护和检修工作十分重要。但是在汽轮机实际运行当中，汽轮机异常振动是最常见、最难解决的问题，不仅会影响发电生产，还会对机组系统稳定造成安全影响，严重会造成生产事故，后果不堪设想，因此加强汽轮机振动分析和治理研究有着重要的意义。

1、汽轮机异常振动带来的危害

若汽轮机在日常运行过程中出现了异常振动问题，不仅会给整个生产系统带来巨大的安全隐患，同时也有可能迫使整条生产线停产，从而影响企业的工作进度，会带来不可预计的经济损失。例如，汽轮机的异常振动会导致轴封磨损，破坏密封作用，使水分混入到轴系润滑油中。一旦油膜被破坏，就会融化轴瓦乌金，加大漏气损失，会影响到整个汽轮机组的经济性能。汽轮机的异常振动会导致隔板汽封磨损，增大级间漏汽，同时加大转子的轴向力，继而引发推力瓦乌金发生熔化。汽轮机的异常振动会导致滑销系统出现严重磨损问题，进而影响整个汽轮机组正常的热膨胀，会引发更为严重的运行故障。汽轮机的异常振动会导致发电机的励磁机部件出现松动、损坏等问题，会威胁到整个汽轮机组的安全稳定运行。汽轮机的振动问题本身就是一个相对复杂的情况，要想切实有效解决异常振动问题，就必须要认清汽轮机异常振动带来的危害以及引发汽轮机异常振动的实际原因和表现形式，并进行深入研究和总结，以保证汽轮机的运行安全。

2、机组检修方面异常震动的原因分析

（1）汽轮机轴承标高的影响：转子两端的轴承标高不在一个合理的范围内，则两端的负荷分配不均。载荷轻的一边，轴瓦内的油膜形成困难或者根本不能建立油膜，极易诱发机组的自激振动，包括油膜振动和气流激振等；载荷重的一边，轴瓦乌金温度过高，易产生碾瓦现象，引发机组振动。（2）机组中心的影响：大修后，由于安装工艺水平问题，转子与汽缸或静子的同心度偏差过大，则可能会引起气流激振、电磁激振和动静碰磨。机组中心指转子与汽缸或静子的同心度、支撑转子各轴承的标高、轴系连接的同心度和平直度。若碰磨发生在转轴处，还会引起转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。若联轴器法兰外圆与轴径不同心、联轴器法兰止口或螺栓孔接圆不同心、端面飘偏、连接螺丝紧力明显不对称，均会使连接轴系不同心和不平直，还会使转子产生预载荷。旋转状态下直接产生振动的激振力，引起机组的振动。（3）轴承自身特性的影响：轴承自身特性主要包括轴瓦紧力、顶隙和连接刚度等几个方面，轴瓦紧力和顶隙主要影响轴瓦的稳定性，在外界因素的影响下易使机组振动超标。若轴承的连接刚度不够，则同样大小的激振下引起的振动增大。（4）滑销系统的影响；滑销系统功能引导机组膨胀。当滑销系统卡涩时，机组的膨胀受限制会引起机组较大的振动，严重时不能开机或者引起静碰磨，造成更大的破坏。（5）动静间隙：汽轮机转子与汽缸和轴封之间以及发电机转子与静子之间都存在间隙，当间隙过大时，引起蒸汽外漏或者空气内漏，汽轮机内效率降低；间隙过小时，将引起动静碰磨，造成机组的振动变化超标。（6）转子结垢的影响：大修前对转子叶轮、叶片、围带、转子汽封等部件进行打磨抛光除锈，由于工艺不到位造成转子不平衡，引起机组振动。（7）配汽原因。配汽同样会导致汽轮机轴振问题，由于进汽方式会造成转子切向力，并且和汽轮机转子转动方向相反，在垂直方向分力向上，将减轻轴瓦荷载、降低轴瓦温度、增加轴振动，而轴瓦温度、轴振动之间存在矛盾，此消彼长，而轴瓦温度与喷嘴配汽和轴承的承载力、自位力、材质、工艺有关，所以喷嘴进汽中，承载中心可能会倾斜发生变化，造成振动问题。因此，在进汽作用合力垂直方向分力向下时，可以增加轴瓦荷载、提高轴瓦温度，有效减少轴振动，调节级对称的均衡性，让横向、竖向作用力抵消。在轴瓦温度和轴振动权衡中，可以尝试调整阀门重叠系数，让轴瓦温度、轴振动保持合理范围内，通过专用软件检测与分析，调整各个调速汽门的进汽顺序，解决配汽方式不合理产生的汽流激振问题，同时还可以提高运行经济性。

3、汽轮机异常振动的解决措施

3.1做好汽轮机的安装与检修工作

异常振动是汽轮机在运行过程中发生的一种缺陷性问题，所以，在安装与检修汽轮机组的过程中，应该先做好汽轮机组的试运行工作，确保汽轮机组的各项振动指标都满足标准需求后方可允许进行投入使用。在安装过程中，切记找准汽轮机组的中心位置，与转子相对，不能存在位移问题。同时，要做好汽轮机的定期检修工作，制订科学合理的检修计划，避免汽轮机存在安全隐患问题。若汽轮机在运行过程中发生异常振动问题，必须要及时找出原因，确保将振动降至允许范围内之后方可继续投入运行。在汽轮机的启动过程中，要保证足够的暖机时间，并保证汽轮机运行条件符合设计标准。

3.2加强对汽轮机的振动监督

加强对汽轮机的振动监督，及时发现异常振动问题，并给予针对性的解决措施，这是降低汽轮机异常振动幅度的关键。为此，应该为汽轮机安装轴承振动测量装置、大轴振动测量装置，以此对汽轮机组在实际运行过程中的振动情况加以监督。若汽轮机出现异常振动，超过了临界值，测量装置就会发出报警信号，提醒工作人员进行维修，甚至是采取停机处理，以免损失进一步扩大。

3.3安装振动保护装置

振动保护装置是由汽轮机振动监控系统、保护系统、信号报警系统组合而成的一种保护汽轮机安全稳定运行的重要设备。这种振动保护装置与测量装置相似，当振动超过临界值时都可以发出报警信号，而不同点在于保护装置能够发出脉冲信号驱动保护控制电路，使其能够自动关闭主汽门，以达到紧急停机的目的。近年来，随着汽轮机组容量的不断加大，安装测量与保护装置的重要性也越来越突出。为此，在今后的工作中，还要加强对安全监视与保护装置动作准确性的研究工作，使保护动作能够更加科学、可靠。

结语

虽然振动现象在汽轮机运行过程中普遍存在，是不可避免的，也是被允许的，但如果振动过大，那只能说明汽轮机组存在着明显的缺陷问题。汽轮机在异常振动的作用下，不仅会造成汽轮机组各个零部件之间的连接发生松动，更会削弱气缸、轴承座以及基座之间的连接刚度，从而使振动愈发加剧，最终迫使汽轮机组停机。正因如此，及时有效地找出汽轮机异常振动的实际原因并给予行之有效的解决对策则成为了确保汽轮机安全稳定运行的重要手段。在安装汽轮机组之前，必须要对汽轮机组的实际振动情况进行严格测试，严格监督与防控汽轮机组的异常振动问题，控制好振动临界值，以保证汽轮机的安全稳定运行。

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