刘亭
（华电内蒙古能源有限公司土默特发电分公司 内蒙古包头市 014100）
摘要：汽轮机主要应用于发电系统，避免汽轮机出现运行故障是提高发电可靠性的重要方法。汽轮机在长期运行工作中，会出现汽轮机摩擦损坏的问题，当汽轮机出现异常振动故障时，会直接影响发电系统的正常工作。如若汽轮机在运行工作中出现异常振动问题，则整个发电系统已经存有安全隐患，对汽轮机的运行影响极为严重。
关键词：汽轮机；振动；处理方法
汽轮机是旋转式蒸汽动力装置，在运行过程中汽轮机会出现振动的情况，汽轮机是否处于正常运行状态可以由汽轮机的振动情况进行判断。如若汽轮机出现异常振动，则说明汽轮机由于长时间运行出现故障问题。造成汽轮机异常振动的原因较多，应当通过对汽轮机异常振动的原因进行分析，采取合理的解决措施。
一、汽轮机概述
汽轮机又被称为蒸汽透平，是一种可以将蒸汽热能转换成机械能的旋转式动力机械设备。其常被作为发电机组使用，有时也被当作压缩机、风机等的驱动装置使用。
1.工作原理。汽轮机的具体工作原理是当来自于锅炉中的蒸汽进入到汽轮机以后，蒸汽 会按照一定次序经过机组内的喷嘴和动叶，同时将蒸汽本身的热能逐步转化为供汽轮机转子旋转的机械能。
2.结构部件及配套设备。汽轮机通常都是由两大部分组成，一部分是转动部分，即转子，主要部件有联轴器、叶轮、主轴以及动叶片等；另一部分是静止部分，即静子，具体部件包括汽缸、轴承、隔板、汽封、静叶栅以及进汽部分等。由于汽轮机一般都是在高温和高压的条件下以较高的转速进行工作的，所以其属于精密类重型机械设备，与之配套的设备主要有锅炉、发电机、加热器、凝汽装置以及泵等。
二、汽轮机运行振动的危害分析
汽轮机运行中振动的大小，是机组安全与经济运行的重要指标，也是判断机组检修质量的重要指标。汽轮机运行中振动过大，会影响到电厂的安全正常运行，可能造成以下危害：
1.机组经济性降低。汽轮机汽封间隙的大小，对汽轮机热经济性有很大影响。而汽封间隙能否保持较小数值很大程度上取决于机组的振动状况。过大振动会使汽封间隙增大，使机组热经济性降低。
2.使机组动静部分及支撑部件产生损坏。发生强烈振动时，机组动静部分发生摩擦，会使端部轴封及隔板汽封产生磨损。当机组振动过大时，会使叶片、围带、叶轮等各转动部件应力增加，导致疲劳损坏。同时也会造成推力瓦、密封瓦、轴瓦等部件疲劳，出现乌金表面剥落、脱胎或碎裂。
3.使各连接部件松动。机组发生过大振动，使机组相连接的轴承、轴承座、主油泵、蜗轮、蜗杆、活动式联轴器、凝汽器及发电机冷却器的管道等发生共振，引起法兰连接螺栓振动，地脚螺栓断裂，从而造成重大事故。
三、汽轮机运行振动的原因分析
1.中心不正。中心不正的原因比较多：机组启动前后的参数变化可能引起机组热膨胀不够或热应力过大，造成机组振动，对负荷影响较大，设备系统本身受影响。转子出现倾斜现象，机组本身容易出现不科学的排量现象，从而导致严重的跑偏现象，造成静、动摩擦，造成机组振动。由于汽轮机工作阶段设备温度的严格调节，如果操作不当，会造成转子不均匀膨胀，导致轴系不均匀。自然振动问题。一般的轴承振动是由于不均匀的热应力，汽缸的膨胀是不足够的，油膜振荡，在安装过程中转子偏离中心，动、静摩擦等，一般是动叶片和静子叶片摩擦或叶尖间隙太小。
2.转子不平衡引起振动异常。汽轮机的正常运行是建立在转速的基础上，转子的转速越快平衡性就越好。在机组安装及调试过程中，在试运行的时候，其振动值虽然只达到24um，其运行效果就非常理想。但在正式运行俩个星期之后，其振动就开始发生异常，振动的幅度也逐渐变大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一号瓦振幅度达到了38um，二号瓦振动的幅度达到了35um，三号瓦振动的幅度甚至达到了44um，汽轮机振动即使有所增长，但其振幅还没有允许的范围，人工对机组进行了重启，利用先进的方法对其进行检测。在机组升速时发现一号开始有较小的金属摩擦声出现，影响到了振动波。查看安装记录时发现，所有的安装过程均是正常操作，不存在安装失误，与此同时，寻找转子中心是要考虑热态和冷态中心的因素，将推力轴承调整好推力，轴向和径向间隙。即使推力的间隙是480um，但是也没有达到说明书的极限，剔除了推力间隙引起故障的可能性，之后逐一排查可能引起故障的原因。考虑到了汽封的部位比较软弱，有变形的能力非安装失误导致异常振动的可能性比较小。
3.轴系不对称。汽轮机的电站运行期间，系统有严格的要求，为了避免严重的振动，需要安装相邻部件的相应的区间，考虑到轴和设置的要求，如果有一个反射的偏差现象不均匀或严重，应适当调整位置。针对这种振动故障现象，有必要对汽轮发电机组的两个联轴器的外圆和开度偏差进行合理的测量和评定，并根据实际情况进行调整。
4.油膜振荡。在汽轮机级，如果存在不稳定现象，整个机组将受到影响，汽轮机级的振动，需要提前对主振幅，如果有失稳或其他类型的现象提前进行总结和控制转速的恒定值作为依据。油膜振荡与顶部轴的机油压力不足和操作过程中润滑油中的杂质有关。如果轴承油膜损坏，稳定性将下降，然后发生振动。油膜受影响后，会发生汽轮发电机组的振动。这种振动的显著特点是低频振动。考虑到振动频率的要求，应调整相应的振动幅度，以避免严重的振荡现象。
四、做好汽轮机振动处理方法
1.应用前进行检查。汽轮发电器运行过程中，容易出现异常振动的现象，考虑到安全隐患以及设备特点，需要对各类故障进行评估和分析。机组进行全面检修和维护的过程中，对轴承振动和轴承应用现状进行了解，如果其符合规格和要求，需要投入应用后进行测试。如果振动超过规定指标，要立刻停止运行，检查各类原因，结合检查结果进行设定和应用。
2.转子不平衡解决。转子的同心度变化情况对对汽轮机的正常工作影响甚大，要求设备安装过程中必须按照规范操作，一般通过以下几点来消除这些不利因素，（1）通过严格按照说明书安装和设置来消除导向叶片和工作叶片间隙等间隙。（2）寻找转子中心的时候，应该将热态和冷态中心等元素充分考虑进。（3）扣盖安装结束之后，应推动转子以此来检测摩擦力，看其是否符合要求。
3.进行技术改造。电厂管理过程中需要适当进行技术改造和落实，在运行阶段采用的方式以直接启动为主，此类控制方式磨损比较严重，振动问题发生几率比较高。针对其特殊性需要提前进行技术改造。一是轴系不对称解决措施。对各个机组进行调整，如果出现异常情况，及时更换零件，避免出现摩擦振动明显的现象。二是油膜振荡解决措施。我们要注意：（1）严格按照说明书上的要求对机组进行组装；（2）控制各个部件的质量，及时更换掉不合格的部件；（3）设定标准间隙，使机组的中心不发生偏移。
4.机组在组装的时候要尤其注意：（1）要检验特定部位的接触面积，按照说明书的规则进行纠正。（2）滑销系统的质量也要达到标准，如果没有达到目标要及时作出调整，进而进行接下来的工作。（3）要留出足够的空间给机组的受热膨胀现象，防止机组的中心位置发生移动。
综上所述，汽轮机在运行过程中不可避免出现振动问题，故此，需要工作人员及时对故障问题进行分析。通过确定汽轮机异常振动的原因，制定相应的排除措施，确定汽轮机的故障检查步骤，对汽轮机的异常振动进行检修，可以降低汽轮机发生故障的几率，提高汽轮机的使用效果。
参考文献：
[1]曹杰，陈超. 汽轮机振动大原因分析及处理[J]. 科技展望，2016，26（28）：59.
[2]刘万合. 论汽轮机异常振动的分析与排除[J]. 赤子（中旬），2017（14）：176-177.
[3]孙明昌. 汽轮机异常振动的分析与解决[J]. 科技创新与应用，2016（11）：96.
论文作者:刘亭
论文发表刊物:《河南电力》2018年7期
论文发表时间:2018/9/13
标签：汽轮机论文; 机组论文; 转子论文; 异常论文; 间隙论文; 油膜论文; 部件论文; 《河南电力》2018年7期论文;