火电厂汽轮机运行异常振动原因分析与解决措施

火电厂汽轮机运行异常振动原因分析与解决措施

茶文尖

国能阳宗海发电有限公司 云南 昆明 652103

摘要：汽轮机是火力发电厂生产工作中最主要的动力设备，其作用至关重要，然而，在汽轮机运行过程中，常常会发生异常振动现象，从而使汽轮机产生故障和问题，进而导致机组被迫停止运行，更为严重的是有可能造成重大安全事故。由此看来，对于火电厂汽轮机运行异常振动原因进行分析具有必要性，只有这样，才能判断汽轮机运行故障并且进行预防和控制。基于此，本文对火电厂汽轮机运行异常振动原因进行分析，然后提出相关解决措施，希望给有关机构提供参考数据。

关键词：火电厂；汽轮机；异常振动；原因分析；决绝措施

引言：通常情况下，火电厂汽轮机运行异常的发生频率比较高，由于很多因素都会影响汽轮机异常振动，因此，仅仅依靠异常振动就对汽轮机振动故障进行判断具有较大难度。油质、系统零部件、转子、轴承等都一定程度上影响到汽轮机正常运行，从而会使异常振动现象出现，可以就不同部位特点发出不同振动声音进行故障判断，但是这就需要运行人员的基础经验比较丰富，这样才能够有效判断异常振动，将故障排查出来，将振动问题解决好，保障汽轮机正常运行。

1. 火电厂汽轮机运行异常振动原因分析

在火电厂日常生产中，汽轮机的作用不可忽视，一旦汽轮机运行异常振动，必然会带来严重后果，因此为更好的预防和控制汽轮机异常振动，需要全面了解和掌握其运行异常振动原因，具体分析如下：

1. 受热后的转子弯曲变形

一般情况后，受热后的转子发生弯曲变形会引起汽轮机异常振动。有很多因素都会导致转子受热弯曲变形，其中最主要因素是转子不具备较强的散热性，自身热量持续增加，从而导致变形弯曲。汽轮机运行过程中，进入缸内的冷空气、水汽等与气缸摩擦促进大量热能的产生，大量热能无法让转子冷却，从而会发生受热进而出现变形。如果转子出现弯曲变形，就会对转轮机组的正常运转产生重大影响，导致振动异常。一旦不能及时发现和解决这种异常振动情况，就会严重影响到汽轮机正常运行，甚至严重时导致产生故障。受热后的转子弯曲，改变轴弹力，使转子运行失去平衡，改变离心相位。如果抵消了轴弹力和离心力，就会使转子振动幅度减小，这样也会对汽轮机运行产生较小影响。如果不能抵消两种力，一旦两种力进行叠加就会让转子大幅度振动，促进剧烈噪声的产生，很大程度上产生故障^[1]。

2. 气流不均匀

如果汽轮机机组一直持续不断增加负荷，最终会高于某个临界点，这时就会加大轴振动，如果低于临界点，就会减弱振动。在振动频率等同于或者略低于高压转子一阶的临界转速，这时就会促进产生正向窝动的气流激振，产生部位是高压转子部位和再热中压转子处。形成气流激振现象的原因是运行状态下的汽轮机，有不均匀气流存在其气道中，从而使叶片受力不均匀。对于大型机组而言，在叶片末端会产生气流膨胀，这就会导致气流运行的路径错乱，促进气流激振现象形成。此外，气流激振现象形成的另一个原因是不严密轴封^[2]。

3. 转子碰磨气缸

拆解时，对未吊出气缸的转子两侧气封间隙进行测量，发现两侧气封间隙具有严重偏差，从进汽端角度看，左侧转子汽封间隙比右侧汽封间隙小很多，排汽端轴封左侧齿片接触转子，转子上汽封齿片磨损严重，已接近根部，能够符合停机前振动频谱显示情况。有两种原因均会造成外汽缸偏移，第一是改变了轴承箱位置，这可能是安装缺陷的原因，从而发生长时间基础蠕变，也可能是轴承箱螺栓改变轴承箱位置从而将转子带动起来，使其与外汽缸相对位置发生改变；第二是调整外汽缸元件失效，使其自身移动，从而改变转子相对位置。

2. 解决火电厂汽轮机运行异常振动的有效措施

通过对火电厂汽轮机运行异常振动原因进行分析，本文接下来采取以下有效措施进行解决，接下来进行全面而细致分析：

1. 解决受热后转子弯曲变形的措施

在设备安装过程中，需要以正确安装步骤为根据进行安装，通过对钢丝校准轴线的利用，就会增加安装的准确性。将预埋位置在纵向中轴线前后设定好，再调整螺丝，从而将相应钢丝架做出来。为确保洼窝两侧具有相等长度，需要充分利用钢皮尺，做好测量工作。重复测量时，通过利用水平仪进行横向找平工作。将水平仪放置在洼窝面上，合理调整竖向，从而使轴承水平与要求相符合。排查所有机组，一旦发现问题就要及时作出调整，最后将所有设备的校准工作都完成。只有进行正确安装，才能确保轴承在横向和纵向上均具备稳定性，这样就可以有效防止转子不均匀受力进而导致产生异常摩擦，出现受热弯曲现象。将转子弯曲问题解决好，就不会影响到汽轮机正常运转，从而使其稳定发电。一旦有热弯曲故障出现在转子上，就必须将转子更换掉，将故障排除^[3]。

2. 解决气流不均匀措施

在对气流激振故障进行排查时，需要以相关数据为基础，将排查的振动曲线绘制出来，这样能够对具体故障情况进行记录。调整给水量和负荷速率，然后将相关数据记录下来后，将汽轮机相关运行曲线描绘出来。调整的差异性会使产生的气流激振结果有所不同，通过对比记录数据，对可以抵消气流激振的调整方式进行查看，这样可以防止气流激振严重影响汽轮机组正常运行。使负荷率降低，这样可以将气流激振带来的负荷范围进行有效规避，使汽轮机正常运行

^[4]。

3. 调整轴承箱和通流

想要将转子与外汽缸发生碰撞的隐患解决掉，与此同时，还要对汽轮机在机组轴系中的对中情况进行兼顾，这就要重新安装汽轮机两侧轴承箱及外汽缸。具体检修想法是先对转子在轴系中位置进行调整，然后对外汽缸位置进行准确调整，在不对机组对中情况产生任何影响的情况下对外汽缸与转子的相对位置进行保障，这是最终目标，从而让汽轮机通流部分保持均匀间隙，这样就可以促进其进行良好运行。安装机组时保证各轴间距设计参数从而能进一步对轴在轴系中位置进行保障。以安装时油封斜口与转子位置为根据确定出排汽侧轴承箱轴向位置，这样可以使盘车挂钩不摩擦盘车齿。利用两侧联轴器端面径向对中情况确定出两侧轴承箱的径向位置。在实际调整时具有较复杂情况，安装机组问题会减小汽轮机转子在轴系中预留间距，这就会让确定后的进汽侧轴承箱位置后排汽侧轴承箱与转子轴向间距过小，进而使盘车齿碰摩盘车挂钩，减小了外汽缸与转子轴向位置。最后调整时需要将排汽侧联轴器轴向间距牺牲掉，从而增加排汽侧轴承箱箱与外汽缸的轴向移动距离^[5]。

结束语：总而言之，汽轮机的正常、有序运行很大程度上受到汽轮机异常振动问题的影响，因此，需要给与高度重视。通过研究和分析汽轮机异常振动原因，将解决规划和方案制定出来，从而促进判断和预防汽轮机故障能力不断提升，这也是目前管理火电厂汽轮机工作的核心。除此之外，还要将设备检修制度建立起来并进行完善，使汽轮机异常振动出现概率得到有效降低，促进火电厂经济效益和社会效益不断提升。

参考文献：

1. 代涛.火电厂汽轮机异常振动故障排查技术分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2016,6(8):3640-3640.

2. 孙斌,曹江华,缪希希,张昊.火电厂汽轮机真空系统凝汽设备的优化运行[J].现代工业经济和信息化,2020,10(09):28-29.

3. 王旭.火电厂汽轮机运行的节能降耗措施分析[J].集成电路应用,2020,37(08):76-77.

4. 裴智慧.火电厂汽轮机运行问题与应对措施[J].集成电路应用,2020,37(02):120-121.

[5]吕申快,马壮,李通.关于火电厂汽轮机运行节能降耗措施的分析[J].产业科技创新,2019,1(08):19-20.