汽轮机运行振动原因分析及对策研究

汽轮机运行振动原因分析及对策研究

宋玉虎 徐鹏

陕西有色榆林新材料集团发电分公司 陕西省榆林市 719000

摘要：对于汽轮机而言，其是否处于正常的运行状态往往可以通过汽轮机的实际振动情况加以判断，若汽轮机在正常运行过程中发生了异常振动问题，那么则可以说明该汽轮机组在长时间的运行过程中出现了故障。而造成汽轮机异常振动的原因较多，要想确保汽轮机的安全稳定运行，切实提高汽轮机运行效率，就必须要避免汽轮机出现异常振动问题，使汽轮机运行振动处于可被允许的临界值范围内。

关键词：汽轮机运行；振动；原因；对策

引言

汽轮机的顺畅运行是电厂为人们日常生活提供大量电能的重要保障。但汽轮机在运行中经常出现振动异常等情况，可能会导致故障出现，影响电厂的持续供电。因此，需要做好对汽轮机振动的监测，从多方面排查造成汽轮机振动异常的因素，结合实际情况做出有效处理。

1火电厂汽轮机异常振动的危害

当汽轮机设备的振幅是处于合理的范围值时，火电厂汽轮机的正常运行并不会受到振幅的影响，然而如果汽轮机是处于异常振动的状态，那么就会大大的影响火电厂发电机组的安全性，并且还会降低火电厂运行的经济效益和社会效益。所以，火电厂运行设备维护和检修工作中的一项重要内容就是汽轮机的异常振动，具体来说，火电厂汽轮机的异常振动主要有三个方面的危害：第一，如果汽轮机的运行状态处于异常振动中，当振动的幅度超过正常值达到一定范围后，机组之间连接部位的零件就可能出现松动的现象，机组运行出现故障的概率就大大提升了；第二，当汽轮机异常振动更为明显后，随着发电机与机组支撑零件的摩擦力不断提升，这就可能会损坏汽轮机的本体结构，降低了汽轮机的使用寿命；第三，汽轮机出现异常振动的情况时还会降低火电厂的发电质量和发电效率，从而也大大降低了火电厂的经济效益。

2汽轮机运行振动原因分析

2.1因转子受热弯曲变形而导致异常振动。汽轮机的转子受热弯曲变形后会导致汽轮机发生异常振动。导致转子受热弯曲变形的因素很多，最主要的是转子散热不良、自身热量过高导致的变形。在汽轮机运行时，冷空气、水汽等进入气缸内，和气缸产生摩擦产生大量的热能，这些热能导致转子难以有效冷却而受热变形。一旦转子弯曲变形，就会影响到转轮机组的正常运转，出现异常振动。这种异常振动如果不能及时被发现并有效解决，将会给汽轮机的正常运行带来影响，严重情况下将直接导致故障产生。转子受热弯曲，使轴弹力发生改变，引发转子运行失衡，离心相位发生改变。如果轴弹力和离心力能够得到抵消，转子的振动幅度将比较小，对汽轮机运行带来的影响也较小。如果两种力不能抵消，甚至叠加在一起，就造成转子大幅度振动，产生剧烈的噪声，引发故障的可能性极大。

2.2因中心不正而引发的异常振动问题。发生中心不正的原因主要有以下几点:第一，汽轮机在启动过程中因为暖机的时间不足，直接升速后负荷增加太快，导致气缸受热后膨胀不均匀，调节系统存在卡涩问题，以至于汽缸无法自由膨胀，会与转子发生相对性歪斜，汽轮机组产生了不正常的移位问题，从而引发汽轮机异常振动。第二，汽轮机组经历过大修理后，在安装靠背轮时存在问题，以至于中心位置没有找准，在运行过程中产生了振动问题，说明此时产生的汽轮机异常振动情况是伴随着负荷的不断增加而增加。第三，若汽轮机组在进汽温度远远超过设计标准的实际条件下运行，就会增加胀差与气缸的变形风险，以至于汽轮机轴向位移超出被允许的限度，从而引发汽轮机异常振动问题。第四，当转子因为某些原因和汽缸不同心时，极易发生间隙振荡问题，从而导致汽轮机异常振动问题。

3汽轮机异常振动的解决措施

3.1转子热变形引起的汽轮机异常振动及改善对策。随着汽轮机组的转子速度不断的提升，材质的内应力会随之不断释放，那么转子就会出现热变形的现象，大大的提升了汽轮机的振幅，此时相位也会发生变化，这就导致了汽轮机异常振动问题的出现。有很多因素都可能导致转子出现热变形的现象，如发电子转子未均匀冷却、气缸进水和中心孔进油等因素，为了有效的避免转子热变形而引起的异常振动对机组的危害，建议应定期的更换转子。另外，相关工作人员还应定期清理中心孔内的油，防止油进入到中心孔中，确保汽轮机转子排气孔是能够与外界连接的。在此操作过程中，油可能是通过排气孔或是转子孔的堵头进入到中心孔中，不过进入的途径还有其他，通过转子的前面也可以进入到中心孔中，所以，在工作人员安装汽轮机的过程中，为避免油进入到中心孔中，我们就应采取一些有针对性的措施，从而保证汽轮机整个机组设备的稳定运行。

3.2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。

3.3对发生油膜震荡采取的处理措施。当汽轮机运行过程中发生油膜震荡，需要采取以下方法进行解决：①将轴瓦的比压加大，这对减小油膜震荡非常有效；②增加上轴瓦的轴承合金宽度，从而减小轴瓦顶部的孔隙，也能使油膜震荡降低；③改变轴瓦和轴颈的接触角度，尽量使接触角度变小；④选择动力黏度小的润滑油加入机组中，可以提升机组的工作效率，降低振动影响；⑤改善转子平衡，使原本作用在转子上的不平衡力降到最低，这样就可以让转子的运动状态变得稳定，减少油膜震荡。

3.4因摩擦振动产生故障采取的处理措施。汽轮机在运行过程中难免会产生摩擦振动，这是因为各个设备在运行时都不可避免出现摩擦，根本不能消除。但如果摩擦情况过于严重，就会导致设备异常振动的出现，可能造成设备出现故障。因此，应该对汽轮机内部的各个部件进行检查，查看是静摩擦还是动摩擦，一旦摩擦噪声过大，就需要进行检修。对于因摩擦而发生故障的设备，需要进行检修或更换，保证振动摩擦不会对其他元件造成影响。

3.5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。

结语

综上，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。

参考文献

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