汽轮机运行振动危害与解决措施

汽轮机运行振动危害与解决措施

高中阳,张孝凯

宁夏枣泉发电有限责任公司  宁夏回族自治区银川市单位邮编：750001

摘要：汽轮机广泛应用于电力、化工以及船舶行业，在生产过程中允许存在轻微振动现象，过大振动会导致部件松动以及轴承和基座连接刚度下降，反过来又加强振动，循环往复，导致汽轮机被迫停机。论述汽轮机运行振动过大的危害，分析汽轮机引起振动故障的原因，提出技术措施。

关键词：汽轮机运行；振动危害；解决措施

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。

1汽轮机振动危害

振动主要指的是偏离了原来的平衡位置，位能与动能出现了转换。振动幅度不超过一定范围的振动不会影响汽轮机的正常运行，没有危害，但当超过一定范围后，振动就会危害汽轮机，降低工作效率。轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞以及轴承磨损等均属于汽轮机的异常振动，会导致整个机组零件的松动，甚至还会加剧内部动静摩擦，导致汽轮机磨损，加速了汽轮机的老化。振动由多种因素引起，安装汽轮机或检修后还应检查其振动程度，确保振动幅度在国家规定范围内，当前我国标准中，汽轮机振动幅度值应在0.05mm以内。

2汽轮机异常振动的原因

2.1因中心不正而引发的异常振动问题

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。

2.2由于转子质量不平衡而引起振动

①运行中叶片折断，脱落或不均匀磨损、腐蚀、结垢，使转子发生质量不平衡。如发电机转子绕组松动或不平衡等，均会使转子发生质量不平衡。由上述原因转子上出现质量不平衡时，则转子每转一周，就要受到一次不平衡质量所产生的离心力的冲击，这种离心力周期作用的结果，就是发生振动。②转子发生弹性弯曲而引起振动。转子发生弯曲，即使不引起汽轮机动静部件之间的摩擦，也会引起振动，其振动特性和由于转子质量不平衡振动的情况类似，不同之处是这种振动显著地表现为轴向振动，尤其当通过临界转速时，其轴向振幅增大的更为显著。③轴承油膜不稳定或受到破坏而引起振动。油膜不稳定或破坏，将会使轴瓦乌金很快烧毁，进而引起因受热而使轴颈弯曲，以致造成剧烈的振动。④汽轮机内部发生摩擦而引起振动。动叶片和静叶片相互摩擦，以及通流部分轴向间隙不够或安装不当；隔板弯曲，叶片变形；推力轴承工作不正常或安置不当；轴颈或轴承乌金侧向间隙太小等等，均会引起摩擦，造成振动。⑤水冲击而引起振动。当蒸汽中带水进入汽轮机内，发生水冲击时，将造成转子轴向推力增大和产生很大的不平衡扭力，使转子产生剧烈的振动。

3汽轮机异常振动的解决措施

3.1做好汽轮机的安装与检修工作

异常振动是汽轮机在运行过程中发生的一种缺陷性问题，所以，在安装与检修汽轮机组的过程中，应该先做好汽轮机组的试运行工作，确保汽轮机组的各项振动指标都满足标准需求后方可允许进行投入使用。在安装过程中，切记找准汽轮机组的中心位置，与转子相对，不能存在位移问题。同时，要做好汽轮机的定期检修工作，制订科学合理的检修计划，避免汽轮机存在安全隐患问题。若汽轮机在运行过程中发生异常振动问题，必须及时找出原因，确保将振动降至允许范围内之后方可继续投入运行。在汽轮机的启动过程中，要保证足够的暖机时间，并保证汽轮机运行条件符合设计标准。

3.2利用传感器加强对汽轮机的保护

一套完善的振动保护装置包含多种传感器，例如，位移传感器、温度传感器、重力传感器、角度传感器以及压力传感器等。利用这些传感器能够组成监控系统、保护系统和信号报警系统，这些系统又组合在一起，成为保护汽轮机安全运行的重要设备。当汽轮机振动超过临界值时，装置能够发出脉冲信号，实现主汽门的自动关闭，汽轮机的紧急停机。近年，随着各行各业都在开展自动化控制，保护装置对汽轮机的重要性不言而喻。因此，企业要加强对保护装置自动化的研究力度，不断提升保护动作的安全性和可靠性。

3.3解决汽轮机异常振动

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，增加轴瓦比亚处理；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，降低润滑油粘连度；第五，调节转子位置到平衡状态。

②解决汽流激振故障。汽轮机运行期间，常常有汽流激振故障产生，当这一情况出现后，难以立即采取措施解决问题。经过一段时间的调查分析，方能找到最佳解决措施。具体应先统计分析汽流激振数据情况，然后详细记录下来，并用图表形式展现，借助图表观察，找到其中内部规律，便于解决实际问题。

③解决转子发生热弯曲故障。汽轮机工作较长时间后，转子受到热力作用常常会发生弯曲，这会对汽轮机运行状态产生较大影响。当转子在外力作用下弯曲，势必需要更换新转子，如此即可有效解决汽轮机振动故障问题，确保汽轮机合理运行。为了减少汽轮机故障问题产生，不仅要确保设备合理安装，还应保证级数人员经验丰富，便于站在不同视角，加强设备运行与安装控制，如此方能保证设备合理运行，最终为发电厂提供充分供电保障。若有故障出现，工作人员应详细检查故障位点，主动分析原因，及时采取措施，加强日常检修与养护，同时让工作人员做好工作记录，合理控制故障产生。

3.4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：

综上所述，汽轮机运行期间，若有异常振动的情况出现，既会对机组运行产生影响，还会引起电力系统故障，最终导致设备难以运行。为了改变这一现状，汽轮机运行期间，有必要加强日常检修与维护，合理采取措施分析振动产生的原因，便于从源头上排除故障隐患，确保汽轮机运行稳定高效，为电厂建设带来较大经济效益。

参考文献：

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