背压式汽轮机异常振动分析与对策研究

背压式汽轮机异常振动分析与对策研究

汤亮

内蒙古吉源热电有限责任公司 单位邮编：028100

摘要：背压式汽轮机作为电厂必不可少的发电设备，其运转的安全性及稳定性是电厂发电重要保障。背压式汽轮机正常运转一定程度上是由其振动状态决定，其常见的故障种类多种多样，其中最为寻常的就是异常振动，同时这也是较为复杂的故障。本文将从背压式汽轮机异常振动分析与对策进行研究，通过对可能导致背压式汽轮机异常振动的各零件进行检查，确保故障解决方案的准确性，进一步降低故障发生频率。

关键词：背压式汽轮机；异常振动；分析与对策

前言：背压式汽轮机在生产运行过程中通常会产生异常振动，导致其故障发生原因多种多样，对此可将其结构和特点作为入手点，并围绕其运行特点对背压式汽轮机振动异常原因进行分析。针对这部分原因，明确故障查找及确定的先进技术手段，提出故障改进措施，借此对背压式汽轮机异常振动的维修给予强有力数据支撑，并避免后续类似问题再次产生，进一步使电厂发电设备正常、稳定运行。

一、背压式汽轮机振动异常的危害

所谓振动就是指周期性往复运动，当汽轮发电机组位于高速旋转状态下，在运转过程中一直处在不同方向及程度的振动。针对振动而言，应将其控制在最小范围内，只要不超过额定值是允许其存在的，而本文所涉及到的振动就是会损害设备，超过允许范围内的振动。

背压式汽轮机出现异常振动时将会产生以下危害：机组各部件间连接处松动、地脚螺丝断裂；机座出现裂缝；机轮叶片应力超出可承受范围而折断；轴封设备出现磨损，更严重将出现主轴弯曲的情况；滑销磨损，当其处在严重磨损状态时，将会导致机组出现热膨胀，更甚至将引起严重事故；紧固螺钉脱落、断裂；转子互环松动磨损，芯环遭到破坏，电气绝缘破损，从而进一步导致接地或短路情况出现。

通过以上内容能够得出，背压式汽轮机异常振动将导致机组无法正常运转。基于此，当发现机组出现振动异常时，应第一时间找出问题产生的原因，并提出相应解决措施，使其在萌芽阶段被遏制，禁止在大幅度振动条件下使机组继续运转。

二、背压式汽轮机异常振动的原因分析及对策

    背压式汽轮机在正常运行环节中，时常会因多种因素的影响，导致汽轮机出现异常振动，倘若振动幅度及频次超过额定值，极有可能形成汽轮机故障，更严重时将会致使重大危险事故发生。根据其振动方向可将此区分成垂直、横向以及轴向振动三种情况。在这三种振动中又以垂直振动最为常见，且其振动值也比较大，而横向振动有时发生，轴向振动产生频率较低，背压式汽轮机出现异常振动的原因主要有下述几个方面。

（一）设计及制作

    转子作为背压式汽轮机里的重要零部件，其转动频次极为快速。在此种高速转动条件下，一旦出现转子重心与转轴中心不吻合情况，极有可能会导致背压式汽轮机异常振动。因此，汽轮发电机中转子和叶片装配等均必须做动平衡实验，且转子零部件在工厂中制作完成前，也应检测其在低速及高速条件下转子能够保持动平衡，借此确保在一定范围内的误差不会使得背压式汽轮机出现异常振动。倘若刚出厂开始使用就因转子不平衡导致汽轮机振动异常，这就表明制作厂家在生产环节的质量把控不到位，发动机转子加工缺少精准性。为使汽轮机具备较高质量，就需要制作商强化生产技术，在转子出厂前实施动平衡实验，提高转子品质[1]。

（二）安装与检修

安装及检修背压式汽轮机质量的优劣，将直接影响着其振动情况，借助对专门实验研究能够看出，汽轮机出现异常振动大部分是因为汽轮机安装及检修方式不合理引起的。基于此，针对汽轮机异常振动，通常可借助安装及维修进行处理。

1、轴承高度

轴承起到支撑转子两端的作用，从背压式汽轮机自身构造而言，倘若轴承的高度不满足相关需求，将会出现转子两端所承受的负荷不均衡的情况，承受压力较轻的一端，油膜轴承将不会或无法产生油膜，必将产生发动机自激振动、油膜振动以及汽流激振；而作为承受较大压力的一端，将会出现轴承温度过高，一旦温度达到一定程度，就会致使轴承巴氏合金过热，背压式汽轮机异常振动。基于此，在进行发电机安装及检修过程中，应严格按照生产工艺相关需求，围绕真实情况科学恰当的调整机组轴承标准高度。由于不同单位真实技术能力及标准具有一定差异性，因此加热过后膨胀指数不一致，对此轴承标高应按照电厂具体情况决定[2]。

2、轴承自身特点

轴承自身振动特性也将对背压式汽轮机振动产生干扰，主要涉及到力、轴承间隙以及连接刚度等方面。其中承载力及间隙是影响轴承稳定性最为关键的因素，一旦轴承稳定性遭到破坏，同时受到外界各种因素的干扰，轴承将有极大可能出现异常振动。除此之外，倘若轴承并未使用螺栓进行固定，也将导致背压式汽轮机异常振动，通过以往具体工作情况能够看出，时常会因螺栓未曾拧紧而出现异常振动情况，对此应加大对这方面重视程度，避免类似情况再次发生。

3、滑销系统

在加热后机组将产生符合膨胀的问题，不管是汽轮机亦或者是发动机均会如此，此时就需借助滑销系统进行引导，使其无法继续膨胀。一旦因各种原因导致滑销系统无法正常运转，就会引起机组异常振动，情况严重时会致使设备无法开机或产生严重摩擦，以及无法弥补的损失，因此必须在安装和维护滑销系统过程中格外注意，避免上述不良情况发生。

（三）运行情况

1、机组膨胀

如果滑销系统能够正常运转，然而因工作者操作方法不恰当，负荷膨胀也会超出额度，产生部分问题。如在引导环节中，若预热时间不足、转速过快以及负荷过大等，不但会形成热应力，使设备使用寿命减少，同时也会产生过度扩张的差异，进而使得启动环节部件受到影响。当扩展不充分，极有可能导致机组出现较大摩擦和异常振动。因滑销系统影响着机组膨胀，同时也会对其振动情况带来影响，因此相关工作者在具体操作工作中应正确操作相应设备，并重视对滑销系统的安装及维修[3]。

2、润滑油温度

倘若转子在轴瓦内的稳定性不佳，同时受到外界其他因素的干扰，机组出现异常振动可能性将明显提升，这就表明转子稳定性对机组振动状态有着一定影响。而转子稳定性是通过轴瓦中包含的润滑油产生的油膜决定，基于此保护好油膜就显得尤为关键。若想真正对油膜起到保护作用，就需掌握其构成因素，借助研究能够发现其主要因素即润滑油温度，只有将其限制在恰当范围内，才会使油膜形成，进而减少背压式汽轮机异常振动发生频次。

结论：综上所述，背压式汽轮机异常振动不但会对机组形成危害，更甚至将影响整个发电系统。基于此，应积极借助科学恰当的手段遏制或减少异常振动的发生。通过研究汽轮机组异常振动形成原因，同时根据运转及维修经验，提出有效的解决措施及预防方法，对确保机组正确有序运转起到重要作用。此外，还应需对发动机组实施定期检测维修，倘若发觉振动超出额定值，及时查明原因并采取有效措施，将其遏制在萌芽中。

参考文献：

[1]贾自强,黄汉华,孙景伟,常诚,杜华慧.背压汽轮机振动过大的分析与处理[J].化肥设计,2022,60(03):32-36.

[2]张梦哲,刘广于,李铁生,左兴堂,杨会永.15 MW背压式汽轮机组调试过程中存在的问题分析及解决策略[J].机电信息,2022(11):65-68.

[3]章鹏,杨振华,滕千里,马振方.背压式汽轮机动静碰磨原因分析与防范[J].浙江电力,2022,41(03):106-110.