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

金志强

杭州华电半山发电有限公司 浙江杭州 310015

摘要：火力发电厂作为我国主要的发电类企业，在促进我国电力行业的发展方面有着十分重要的意义。汽轮机作为发电机的重要动力驱动装置，在机组的运行过程中起到了驱动和供热的作用。因此，一旦汽轮机出现故障，将会影响整个机组运行的稳定性。本文将汽轮机故障与检修工作的意义作为切入点，进一步对汽轮机的振动故障分类、诊断方法以及检修步骤展开了讨论和分析，以期为相关工作提供参考。

关键词：火力发电厂；汽轮机；振动故障与检修

引语：随着我国社会经济水平的不断提高，企业的发展以及人们的日常生活对于电能的需求量逐渐增多。火力发电厂作为电能输出的重要生产部门，机组的稳定运行对于国家电力的持续、有效供应有着十分重要的作用和影响。汽轮发电机在实际的运转过程中，受限于环境等因素考虑，会产生很多故障类型，其中振动故障是较为常见的一种。因此，在我们的日常工作中，检修人员需要对汽轮机的振动故障做出准确判断，并及时展开维护，避免由于故障的发生影响整个机组的运行效率，进而积极保证电力的稳定供应。

一、汽轮机工作原理及故障检修工作的意义

汽轮机是发电机的重要动力驱动装置，其主要的工作原理是通过热能到机械能的转化，同时，机械能实现了驱动风机等泵类机器的运转，在汽轮机排气或抽气的过程中产生的热能来实现生活中的供热。汽轮机具有十分显著的优点，使用寿命较长且功率较大，工作效率较高，因此，汽轮机目前是国内火力发电厂的常用原动装置。

汽轮机作为促进火力发电厂各机组稳定运行的重要部件，汽轮机一旦发生故障，需要引起工作人员的高度重视，同时，我们在日常的工作中，如果发现汽轮机出现故障要做到及时检修，做好定期维护保养，这样才能真正提高汽轮机的工作效率和使用寿命。与此同时，还能保证火力发电厂电能的有效输出，促进发电厂实现利益的最大化。因此，汽轮机的故障检修工作对提供发电厂的运行效率以及使用效率，有着十分现实的意义和极其重要的影响。

二、汽轮机的振动故障分类讨论

汽轮机在实际运行的过程中，受到不同环境以及因素的影响，会产生不同种类的故障问题，其中异常振动故障是较为常见的一种。汽轮机异常振动故障主要是受到气流激荡、机组运行中心不正、转子发生弯曲以及转子质量不平衡等因素的影响。因此，在对汽轮机的故障维护过程中，我们要通过准确查找异常振动的原因，有针对性地进行对症检修或处理。

1、气流激荡引起的异常振动

汽轮机的叶片在受到外界的不均衡的气流对叶片的冲击时，就会产生气流激荡，而对于较长的末级叶片，蒸汽也会在叶片膨胀的末端产生流道的紊乱，从而引起振动，这就是气流激荡引起的汽轮机异常振动故障。对于气流激荡故障的检修方法是，要尽快消除气流激荡，通过调节机组的给水量和高压调速气门控制的气流量，来改善叶片周围气流的稳定性，从而消除由于气流激荡而导致的异常振动。

2、机组运行中心的操作不当引起的异常振动

机组运行中心的操作不当引起的汽轮机异常振动，分为多种不同形式。一是，在汽轮机机组运行的过程中，随着真空的不断降低，低压缸的排气温度会不断升高，从而导致了后轴承座受热后向上抬起，这些都导致了机组中心遭受破坏，出现异常振动；二是，汽轮机启动时的暖机时间较短，升速加热的过程会导致气缸受热膨胀不均匀，而不能自由膨胀，因此，气缸对转子发生偏斜，也会引起汽轮机的异常振动；三是，在设备安装的过程中，没有做到准确安装，使得中心偏差较大，结构的不稳定也会导致汽轮机在运行的过程中，会产生异常振动，并且，随着汽轮机工作时间越长，负荷越大，振动的声响也会越大。因此，对于汽轮机机组运行中心的安装技术要点、启动时间等环节，要严格依据汽轮机相关的性能要求来做，这样既能保证汽轮机的正常运行，发挥出良好的工作效率，同时，还能提高汽轮机的使用寿命。

3、转子发生弯曲以及质量不平衡引起的异常振动

转子在受到的内应力超过了自身材料所能承受的最大极限值后，转子就会发生局部的塑性变形以及弯曲变化，而引起汽轮机的异常振动。针对这种故障，我们在工作中可以进行直轴处理，尽量减少经济损失。另外，转子质量不平衡，也同样会引起汽轮机的异常振动，转子在寻找平衡的过程中，未能消除不平衡余量，或者转子出现部分零部件的松动，叶片的损坏、磨损等，都会使得转子发生质量的不平衡。对于转子质量的不平衡问题，检修时可以对已出现松动的零部件进行加固，也可以直接更换转子来进一步减少振动力，保证汽轮机的正常使用。

3. 汽轮机振动故障的诊断方法

在我国火力发电厂的机组实际运行中，对于汽轮机发生故障的诊断工作，是一项专业性较高的工作，这项工作不仅要求检修人员具备关于汽轮机异常振动故障诊断的专业能力，还要具有较强的知识储备，在出现故障后，第一时间对振动故障类型进行准确判断。因此，对于诊断人员的专业水平有较高的要求，具体的诊断方法分为三个步骤：

1. 搜集信息，整理资料。检修人员要依据汽轮机实际振动的特点，记录其振动的频率、振幅以及振动的发展趋势，并结合机组日常的运行、检修情况进行参考依据，对汽轮机发生的异常故障问题进行初步判断。

2. 分析故障机理。对汽轮机的故障进行初步判断后，要针对故障的主要特征，发生的起因，参考故障类别，作出具体的诊断，并为下一阶段做准备。

第三，确定故障类型后，排除多发性故障问题，有针对性地采取相关措施，解决问题，保证汽轮机运行的有效性和稳定性。

3. 汽轮机振动故障的处理流程

在汽轮机的运行过程中，为振动故障制定出行之有效的处理流程方案，不仅可以有效解决异常振动故障，还能提高汽轮机检修的工作效率，尽快恢复汽轮机的正常运行，进而保证电力的有效输出。对于汽轮机发生故障后的处理方法，也要遵循三个步骤。

1. 当机组运行过程中，出现了振动情况增大的情况时，立即通知检修人员到现场对主汽门及调节气门进行检查，确认其是否已经正常开启，再通过对上下气缸的温差、机组膨胀的均匀性、机组的负荷以及蒸汽温度等进行检查、判断，进一步确定发生故障的原因。

第二，在未查明明显的故障原因时，可以通过改变机组负荷、调节电机励磁电流等参数，观察汽轮机的振动变化，并做好汽轮机的变化记录。

第三，需要联系相关专业人员对振动的频谱进行测量，查明异常振动的故障原因后，再对振动源进行消除处理。一旦异常振动超过了机组所能承受的范围，就需要对机组进行紧急停运的处理，避免使得机组承受更大的损害，影响机组的正常运行，从而增加电厂的经济损失。

五、结语

火力发电厂是承担着我国大部分电能输出的主力企业，所以，随着国家对电能的需求量愈加强烈，火力发电厂各机组的平稳运行就显得尤为重要。汽轮机作为影响机组运行的重要因素，一旦出现故障问题，就会直接影响机组的运行发展，甚至会直接停运，对发电厂的整体经济造成损失。本文通过对汽轮机异常振动的故障类型进行探讨，进一步分析了汽轮机异常振动的诊断方法和处理步骤，相关检修人员要在故障发生的第一时间，通过将个人专业判断与机器的辅助诊断相结合，查明故障原因，尽快解决故障问题，并且要做好汽轮机的日常维护管理，这样才能有效降低振动故障的发生率，提高机组运行的效率，保证火力发电厂电能的稳定输出。

参考文献：

1. 王文鹤.火力发电厂汽轮机的常见故障分析与检修[J].企业导报,2013(22):192-193.

2. 李守伦,张清宇.大功率汽轮机振动故障的分析与处理[C]//2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集.[出版者不详],2003:63-66.

3. 王胜利.火力发电厂汽轮机振动故障分析与检修[J].新型工业化,2021,11(01):132-133+147.