火力发电厂汽轮机振动故障分析与检修

火力发电厂汽轮机振动故障分析与检修

邢永朋

天津蓝巢电力检修有限公司 天津市 300380

摘要：汽轮机安全稳定运行对火力发电至关重要.其结构复杂,运行过程中受各种因素影响,不可避免出现振动现象,轻则减负 荷降效,重则直接导致机组停运,对机组寿命和机组运行经济性有严重影响.如何做好汽轮机振动故障预防,检查及后期 维护工作,保证发电机组稳定高效生产,是相关技术和管理人员值得认真思考的问题

关键词：火力发电厂；汽轮机振动故障；检修

       引言

       汽轮发电机组在运行过程中经常会出现转子不平衡现象并引发故障。据统计，在汽轮机组已经发生振动故障中有80%左右是因转子不平衡而导致的，其中属转子本身质量问题的约占90%。当前汽轮机整体工艺水平有显著提升，加之火电厂自身不断总结经验、不断提升安装和检修质量，由转子本身导致的振动故障率在逐渐降低，但当前汽轮机发电机组振动的主要振源仍来自于转子本身的质量不平衡力。

       1汽轮机特点

       汽轮机的基本原理是将锅炉输入的蒸汽借助喷嘴、动叶等构件转化为机械能，推动转子旋转，最终产生电能。对比传统的复式蒸汽机，汽轮机的整齐流动速度更快，连续性更强，而且单位面积中可以通过更大的蒸汽流量，在这种情况下，汽轮机的功率远远超过复式蒸汽机。一些本身运行功率较大的汽轮机对蒸汽的温度以及压力有着比较严格的要求，这也导致了汽轮机本身具备很好的热效率。从汽轮机正式投入使用，业内人士和专家学者对于汽轮机性能的研究就从未中断，关注的核心集中在安全性、可靠性、经济性以及使用寿命等方面。

2加强汽轮机故障和检修工作的作用

        现如今，工业的快速发展和人们的水平不断地提升，电量和人们的生产、生活有着直接的联系，不仅是大型的机械设备，还是家用电器等都需要电力的支撑。电能源已经成为了社会发展的重要能源，也改变了人们的生活方式。在我国的发电方式中，火力发电是常用的一种形式，可以满足工业和人们的日常工作和生活需求。火力发电厂中，电力输出是重要的一个环节，是确保发电厂的各个机组能够稳定运行的重要保障，汽轮机作为机械设备发挥着重要的作用。汽轮机故障和检修工作就是至关重要的内容，也是确保电力输出的关键环节，因此，要确保汽轮机的使用效率以及输出效率，就要将检修和维护工作作为重点。机械设备要定期的进行检修和保养，预防故障的同时降低安全事故的发生率。加强汽轮机故障和检修工作，可以确保运行的总体效率，同时也能让发电厂能够正常的输出，让发电厂的经济效益实现最大化。

       3火力发电厂汽轮机振动故障分析

       3.1动静间隙

       在一般情况下，汽轮机的转子在运转和其他零部件进行工作的过程当中，会存在一定的间隙。随着时间的推移，汽轮机在不断运转的过程中所存在的这些间隙会因零件磨损，变大，因此当这一些间隙超过了正常范围之后就会使得汽轮机内的工作效率降低。最为重要的是这些间隙的范围要控制在不大不小，因为如果间隙过小就极有可能造成动静的摩擦。该摩擦会使得汽轮机震动发生不可控的变化，情况严重的话会导致震动超标，关于这一原因所引起的汽轮机震动的解决方案相对比较直接，仅需要在检修的过程当中，合理的对隔板之间的间隙进行调整，便可以解决该问题。

       3.2油膜失稳

       汽轮机油膜失稳形式包含两种：油膜振荡与半速涡动。其中，半速涡动多发生在转速低于第一临界速度期间，随着转速的不断提升，在某一低速阶段开始，该振动会不断升高，有时随着转子速度的增加，这一情况也会逐渐消失。随着转子转速的不断变化，涡动频率也将不断变化，但转度半频关系一直不变，识别半速涡动法多使用级联图，级联图中，半频振锋频率点体现为斜率为2的直线。此外，波形图中和轴心轨迹中也经常可以看到低频特征。

       3.3膨胀不均

       膨胀不均导致的振动多是因为气缸膨胀受阻产生的，此时汽轮机轴承位置与标高都会改变，转子中心位置偏移，轴承刚度不断减弱，最终导致机械振动产生。引起这一振动的原因主要为：(1)机组开启期间水流流动不畅，水流在暖管当中，一些疏水寄存于主汽管中，还有一部分，受到汽水的影响，经常出现膨胀不均的情况，最终使得设备运行期间产生摩擦振动；(2)冲转和运行期间，压力和汽缸温度不配，转子受热不均，严重的还会导致弯曲与变形，润滑油油压、温度等超过正常参数，最终使得气缸与转子膨胀不同而引发的振动。

4解决汽轮机异常振动措施

　　4.1解决油膜振荡故障

　　汽轮机工作期间，经常有油膜振荡情况出现，因此有必要合理采取措施解决，主要方法较多：第一，增加轴瓦比压处理；第二，减小轴瓦顶端间隙，增加上轴瓦承合金宽度；第三，缩小轴颈和轴瓦间接触，但避免这一角度过小，具体可以将其控制在300～400内；第四，降低润滑油粘黏度；第五，调节转子位置到平衡状态。

　　4.2提高转子质量

　　在电厂管理过程中，可以进行适当的技术改造。在设备工作阶段，主要使用直接启动模式。该控制方法对设备是高度磨蚀的，并且非常容易振动。考虑到其特殊性，有必要提前进行技术创新。第一，解决转子热弯曲的问题。主要方法是及时更换新转子，新的转子不会产生异常振动，而汽轮机则不会因此被诱发。第二，解决转子质量不均的问题。在调整了机组的振动数据之后，可以掌握机组的负载数据并确定引起气流激发振动的机组的工作状态。通过减小负载变化率并避免气流激励的负载范围，可以避免气流激励。第三，解决轴不对称的方法。一旦发生异常情况，必须及时调整每个设备并更换零件，避免摩擦和振动。

　　4.3做好维修管理

　　从汽轮机运行的角度，一是需要在实施检修维护的过程中，做好转子检查，依照相关工艺的要求完成叶片安装，规避动静摩擦，同时需要就一些关键部位的动静间隙进行调整；二是应该明确汽缸和转子的膨胀规律，当汽轮机工况及状态发生变化时，及时做好胀差调整；三是就启停环节，需要严格管控上下缸蒸汽参数、监视段压力以及温度差等参数的控制；四是启动前和提速前，需要监测好转子的振动和晃度，避免出现超限强制启动的情况。

　　4.4提升预警分析能力

　　电厂汽轮机运行期间，常常会有振动情况出现，这会对机组正常运行产生较大影响。引起振动的原因较多，维修和检测人员需要结合自身经验，找到引起振动原因，便于及时采取措施做好预防处理。然后开展多次试验，对汽轮机轴承进行测验，待测验通过后将其应用在机组当中，如果振动指数不达标，则应努力寻找原因，便于及时排出振动现象，确保汽轮机运行安全稳定。另外，汽轮机运行期间，加强对振动操作的管理监督，及时找到异常振动问题，同时提出最佳解决措施，便于降低汽轮机振动情况出现。因此，有必要在汽轮机中安装大轴与轴承振动测量装置，便于监督汽轮机组运行期间的异常振动。如果汽轮机有异常情况出现，测量装置就会给出预警信号，然后告诉工作人员，让其立即开展维修工作，严重时需要立即暂停设备处理，避免设备损失不断扩大。

结束语

　　随着科学技术和国民经济的快速发展，人们对电能的需求量前所未有地增长，电力企业的平稳运行显得尤为重要，而汽轮机组的性能对火电厂运行的稳定性会产生直接影响。汽轮机组在运行过程中一旦出现振动故障，将直接导致火电厂机组停运。因此，需要做好汽轮机组的日常保养维护，降低设备振动故障率；针对汽轮机振动故障特点进行有效诊断和维修，从而提高电厂汽轮机使用效率和运行寿命。

　　参考文献

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