火电厂汽轮机振动检测与诊断分析

火电厂汽轮机振动检测与诊断分析

闫进锦

中国华电集团贵港发电有限公司 广西 贵港 537138

摘要：做好汽轮机的振动检测、诊断工作，能够保持火电厂汽轮机生产的稳定开展。基于此，本文详细阐述了接触式检测、非接触式检测、线上检测这几种汽轮机振动检测方法，以及油膜异常振动诊断、转子异常振动诊断、摩擦异常振动诊断这几种汽轮机诊断方法，希望能够为火电厂汽轮机运维工作水平的发展提供助力。

关键词：振动检测；振动诊断；火电作业

引言：汽轮机是火电厂重要的生产设备之一，当其在运作中出现振动现象时，其很可能已经处于故障状态中，因此，在火电厂的生产中，应采取有效措施，及时对汽轮机的振动现象加以检测，然后根据检测结果进行诊断，以便于获取准确的振动故障信息，使故障问题得以被立即排除，保证火电厂的正常作业。

1. 火电厂汽轮机振动检测

1. 接触式检测

就目前来看，为不影响汽轮机的正常作业，常见的振动检测方法主要包括，接触式检测、非接触式检测、线上检测这三种。其中，接触式检测需要依靠传感器来完成检测活动，其作用原理为，通过接触式传感器，将汽轮机的运行参数转化为电信号，再将电信号传输到中控系统中，加以处理分析，实现振动检测。在此过程中，由于传感器是直接安装在汽轮机上的，整体检测过程也无需人工干预，因此，这种检测方式不会影响汽轮机的正常工作，同时，也消除了人的因素对检测结果的干扰，提高了检测结果的准确性。此外，这种检测方法的操作也比较简单，只需将传感器贴在汽轮机设备中需要检测的位置，传感器即可检测出其振动状态。但在实际检测中，为了保证传感器的灵敏度，当前大部分接触传感器都是用敏感型材料制作的，而这些材料通常不耐高温，所以其会受到汽轮机运行所产生热量的影响，导致测量结果不准确。为此，在振动检测时，需合理规划传感器设置位置，以减少温度干扰，增强振动检测效果。

2. 非接触式检测

从本质上来说，非接触式检测与接触式检测的原理相似，都是通过传感器捕捉汽轮机的运行参数，然后基于此，开展振动检测。但非接触式传感器所收集的信息为汽轮机运行期间产生的光、声信息，并结合数据处理系统，得出振动检测结果。在非接触式检测中，人们利用了多普勒原理，借助非接触式传感器，通过声波、电磁波对汽轮机的声、光信息进行实时收集、检测，以消除温度因素对检测结果的干扰。此外，一些对振动检测结果精度要求较高的检测项目，火电厂还可以采用光电传感器，这种传感器作为当前新兴的非接触式振动检测设备，其的性能更加优越，检测结果可靠性也更高，同时，使用成本也比较低，有助于检测水平的提升。

3. 线上检测

在自动化生产时代，线上检测法是汽轮机振动检测领域内较为先进的一种检测方法，人们利用多维大数据在线监测系统，结合无线智能传感仪，可以通过收集汽轮机的多方面参数，进行振动数据频谱分析，得出相位、趋势、改路、相关、转速三维等多项振动检测分析结果，使故障诊断更加详实、准确，同时，还可以为火电厂提供相应的维修决策，增强振动检测工作的效用。就目前来看，汽轮机线上振动检测领域的市场已经比较成熟，火电厂可以直接在供应商处，按照自身的汽轮机机组架构，定制专门的线上振动检测方案，以确保该检测方法的顺利应用。但在此过程中，应注意，为了保证振动检测效果，火电厂应选择口碑好、规模大、有经验的软件系统供应商，同时，还要及时购买升级、补丁，以提升配套设施的使用性能，深入优化汽轮机振动检测水平。

2. 火电厂汽轮机振动诊断

1. 油膜异常振动诊断

在振动诊断中，需根据异常振动形成的原理，对故障问题加以诊断，为后续的故障维修提供依据。一般来说，常见的异常振动包括油膜振动、转子振动、摩擦振动等。在油膜异常振动诊断中，应先明确，异常振动的形成原理为，在汽轮机启动加速期间，若发动机转子受到异常的荷载作用，其运作稳定性就会遭到破坏，导致其轴颈旋转速度增加，加大其与轴承之间的摩擦损耗，降低临界转速，使油膜压力不断上升，造成油膜振动问题。此外，油膜的振动也会带动半速涡动振动频率的增加，若该振动频率达到了第一临界转速的2倍，那么转轴就会出现剧烈跳动，导致主轴外漏部分受到影响。基于此，在诊断中，当发现油膜振动时，即可确定转子的运行存在外力干扰，同时，还要注意检查主轴外漏部分，查看主轴部分是否连带出现故障，然后再根据诊断结果，加以修复，恢复汽轮机正常运行状态。

2. 转子异常振动诊断

在转子异常振动诊断中，由于该振动的形成源于转子热弯曲变形，因此，在诊断中，若发现转子存在异常振动，首先就可以确认，汽轮机的转子已经出现了变形故障，并需要立即加以更换，消除安全隐患。通常情况下，这种变形现象出现的原因一般均与蒸汽参数、工作温度有关，因此，在诊断中，若发现转子异常振动，还要对蒸汽参数、工作温度加以检测，以查明故障源头的具体位置。但如果经过上述检查后发现，蒸汽参数、工作温度本身并不存在问题，那么就说明当前所用的转子型号、材质，不能正常承受由离心力产生的应力，所以工作者就需更换其他类型的转子，以保证诊断工作效果

^[1]。

3. 摩擦异常振动诊断

在蒸汽轮机运行中，摩擦异常振动的形成，主要源于叶轮、叶棚、联轴器等部件的热弯曲变形，因此，在诊断中，若发现摩擦异常振动现象，则应及时整修、更换叶轮、叶棚、联轴器等部件。此外，还要注意，由于这些部件的变形，会加剧其他非线性因素所带来的影响，导致振动信号中出现一些分频、高频、倍频分量，所以，在诊断中，人们很容易发现振动信号在频率、幅值方面存在波动特质，同时，当部件变形严重时，振动信号还会出现削顶的状况，使振动信号呈现出涡动状态，此时，应立即更换变形部件，以免故障扩大。在此过程中，考虑部件变形的原因主要为受作用力、温度影响，因此，工作者在更换部件时，还要查明作用力、温度情况是否异常，以及出现异常的原因，确保故障恢复效果，提升诊断工作水平^[2]。

结论：综上所述，增强振动检测、诊断的准确性，有助于火电厂汽轮机运行水平的提升。在火电作业中，借助科学的振动检测方法，能够减少干扰因素对测量结果的影响，为故障排除操作提供详实的依据，同时，通过振动诊断，可以及时、准确了解故障情况，从而使汽轮机迅速恢复正常工作状态。
参考文献：

[1]程鹏飞. 火电厂汽轮发电机常见故障分析及对策[J]. 科技创新与应用,2020,(33):118-119.

[2]林琳,张婷. 火电厂辅机在线振动监测系统应用[J]. 冶金管理,2020,(19):45-46.