火电厂汽轮机运行异常振动原因分析与处理措施研究

火电厂汽轮机运行异常振动原因分析与处理措施研究

辛鹏 贺永娟

青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司

青海省湟中区 810000

摘要：火电厂为人们的日常生产生活提供大量电能，而汽轮机正是生产电能的重要设备。一旦汽轮机发生故障，就会干扰到电厂的正常供电，降低电厂的经济效益，也影响人们的正常生产生活。因此，需要对汽轮机的运行进行检测，及时发现异常故障并寻找有效解决方法，保证火电厂电能的顺利供给。

关键词：火电厂；汽轮机；异常振动原因；处理措施

在火电厂汽轮机的正常运行过程中，可能会因为各种因素出现异常振动，一旦出现异常振动，就会对汽轮机自身的使用寿命以及运行安全性造成一定影响，严重时甚至会引发不可挽回的设备故障，带来巨大损失。想要解决这一问题，就必须深入了解火电厂汽轮机异常振动的主要原因，找出相应的解决方案。

1分析火电厂汽轮机出现异常振动的原因

1.1因转子受热弯曲变形而导致异常振动

汽轮机的转子受热弯曲变形后会导致汽轮机发生异常振动。导致转子受热弯曲变形的因素很多，最主要的是转子散热不良、自身热量过高导致的变形。在汽轮机运行时，冷空气、水汽等进入气缸内，和气缸产生摩擦产生大量的热能，这些热能导致转子难以有效冷却而受热变形。一旦转子弯曲变形，就会影响到转轮机组的正常运转，出现异常振动。这种异常振动如果不能及时被发现并有效解决，将会给汽轮机的正常运行带来影响，严重情况下将直接导致故障产生。转子受热弯曲，使轴弹力发生改变，引发转子运行失衡，离心力及相位角都会发生改变。如果轴弹力和离心力能够得到抵消，转子的振动幅度将减小，对汽轮机运行带来的影响也较小。如果两股力不能抵消，甚至叠加在一起，就会造成转子大幅度振动，产生剧烈的噪声，引发故障的可能性极大。

1.2气流不均匀产生气流激振

在汽轮机运行的过程中，机组的负荷如若一直处于不断提升的状态，并且超过其自身的临界点，那么汽轮机便会出现较大幅度的振动，轴振速度会随着机组负荷的不断提升而提升。如若在这一过程中，机组的负荷处于不断下降的状态，并且逐渐低于临界点，振动的幅度便会不断减弱，直至平稳运行状态。一般来说，振动的频率与高压转子的临界转速相等，或者略低于高压转子的临界转速，其产生的气流激振主要以正向涡动的形式呈现，大多产生于高压转子的部位，部分振动也有可能产生于再热中压转子处。之所以会形成该种气流激振的问题，主要原因是汽轮机在运行状态下，其气道内的气流并未长期处于均匀状态流动，这也就导致了汽轮机的叶片长时间处于受力不均的状态。而对于部分大型机组，气流膨胀的地点大多位于叶片的末端位置，这也就导致了气流的流通路径出现错乱，最终形成气流激振的问题。另外，在汽轮机运行的过程中，如若轴封不够严密，也会引发较为严重的气流激振。

1.3由于转子剧烈振动产生油膜振荡

转子的转动速度变化将影响汽轮机的运行状态，如果汽轮机的运行功率过大，转子的转动速度就会过快，导致汽轮机振动加剧，容易给设备造成损害。为了避免因为转子转动问题而造成油膜振荡，影响汽轮机的正常运转，必须保证转子围绕轴线转动，保持平衡点涡动，从而使重心平稳，汽轮机不再出现异常振动。

1.4因摩擦振动而导致转子热弯曲变形

汽轮机在运行过程中会产生一定的摩擦振动，这对汽轮机的影响并不大，但却会对转子造成影响。转子由于摩擦振动造成自身受热不均匀，进而出现热弯曲，失去了应有的转动平衡，出现异常振动现象，这将给汽轮机的平稳运作造成不良影响，严重情况下会形成异常振动故障。

2火电厂汽轮机常见异常振动的处理措施

2.1对转子热弯曲故障所采取的处理措施

安装设备时，根据正确的安装步骤进行安装，比如利用钢丝校准轴线，安装就会更加准确。在纵向中轴线前后设定预埋位置，然后对螺丝做出调整，做出相应的钢丝架。利用钢皮尺测量洼窝两侧的长度，保证长度相等。复测时，横向找平可使用水平仪。在洼窝面上放置水平仪，然后在竖向上做出合理的调整，确保轴承座水平符合要求。对所有机组进行排查，出现问题后应迅速做出调整，直到所有设备都完成校准。通过正确的安装，使汽轮机轴承保持纵向和横向的稳定，从而避免了转子因受力不均匀而产生摩擦异常，发生热弯曲现象。解决了转子热弯曲情况，汽轮机的运转就不会受到严重影响，保证了发电的稳定。如果转子出现了热弯曲故障，就需要及时进行直轴处理或转子，将故障排除。

2.2对气流不均形成气流激振采取的处理措施

在对设备故障进行排查的过程中，需要提前收集该汽轮机的相关信息数据，并对其振动幅度的变化情况进行了解，并绘制专门的振动曲线，通过该振动曲线，来进一步分析汽轮机运行过程中呈现出来的故障问题以及故障情况。在了解了汽轮机的故障情况后，便可以对汽轮机的积水量、负荷速率等进行适当的调整，在这一过程中，对汽轮机产生的振动幅度进行记录，并描绘成相应的运动曲线。而后对整个汽轮机进行不断地调整，得到相应的气流激振结果，对其进行记录，并根据多次调整以及多次调整后得到的数据记录，对其进行分析对比，找出解决气流激振的正确调整方式以及解决方式，以此来调控整个设备出现的异常振动问题，避免气流激振对整个汽轮机组的正常运行带来的影响。并且，在这一过程中，也可以适当降低整个汽轮机组的负荷，适当避开气流激振所带来的负荷范围，进一步加强对汽轮机组的保护，减少汽轮机组受到的气流激振影响。

2.3对发生油膜振荡采取的处理措施

当汽轮机运行过程中发生油膜振荡，需要采取以下方法进行解决：①将轴瓦的比压加大，这对减小油膜振荡非常有效；②增加上轴瓦的轴承合金宽度，从而减小轴瓦顶部的孔隙，也能使油膜振荡降低；③改变轴瓦和轴颈的接触角度，尽量使接触角度变小；④选择动力黏度小的润滑油加入机组中，可以提升机组的工作效率，降低振动影响；⑤改善转子平衡，使原本作用在转子上的不平衡力降到最低，这样就可以让转子的运动状态变得稳定，减少油膜振荡。

2.4因摩擦振动产生故障采取的处理措施

汽轮机在运行过程中难免会产生摩擦振动，这是因为各个设备在运行时都不可避免出现摩擦，不能完全消除。但如果摩擦情况过于严重，就会导致设备异常振动的出现，可能造成设备出现故障。因此，应该对汽轮机内部的各个部件进行检查，查看是静摩擦还是动摩擦，一旦摩擦噪声过大，就需要进行检修。对于因摩擦而发生故障的设备，需要进行检修或更换，保证振动摩擦不会对其他元件造成影响。

2.5做好对汽轮机运行的检查

想要保障火电厂的正常运行，就必须加大汽轮机运行问题的重视，并且及时解决汽轮机运行过程中可能出现的问题。为了尽可能避免汽轮机出现异常振动，需要工作人员在日常管理活动中，加强对各类新设备的检查工作，确认汽轮机的安装质量以及运行情况，并且做好故障预警。除此以外，在对汽轮机进行应用的过程中，还可以专门安装一套检测装置，通过该装置，来实现对汽轮机的有效监测，如若汽轮机中心发生偏移，能够第一时间发出警报，通知工作人员对其进行维护。

结语：

在汽轮机的运转过程中，必然会因为各种因素造成振动，引发汽轮机故障。为了避免因为振动而造成的汽轮机故障，必须做好汽轮机检测工作，将可能引起故障的异常振动及时解决。因此，在对汽轮机的维护方面，应做好检查和统计工作，总结所遇到的异常振动情况，不断完善处理机制，这样才能确保汽轮机的运行更加安全、高效。

参考文献：

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[2]赵晓芳，党剑英.火电厂汽轮机异常振动原因及处理措施[J].城市建设理论研究（电子版），2019（9）：33.

[3]李宽宽.火电厂汽轮机异常振动故障排查技术探索[J].中国设备工程，2020（3）：153-155.