胡波
（华电湖北发电有限公司电力工程分公司 湖北黄石 435000）
摘要：汽轮机出现机械振动现象是比较常见的，但是，一旦振动频率过高，幅度太大，就会直接造成故障。这就需要及时采取有效措施加以解决，避免损害机组组件，确保其能够正常有序运转。据此，本文主要对汽轮机机组振动的主要原因及对策进行了详细分析
关键词：汽轮机组；振动故障
引言
汽轮机组振动的大小直接关系到机组能否安全运行，当机组长期在振动超标下运行时，会导致机组运行寿命减短。汽轮机组振动超标是较为复杂的故障，由于机组的振动往往受多方面的影响，因此对汽轮机组振动进行测试和诊断，找准原因是解决汽轮机振动超标的关键。
1汽轮机
1.1工作原理
汽轮机工作原理主要来源于锅炉内部的蒸汽进入汽轮机，然后蒸汽则会根据既定顺序，路过机组内部的喷嘴与动叶，并把蒸汽自身的热能量逐渐转化成供给汽轮机转子旋转的机械能量。
1.2结构部件
汽轮机一般主要包括转动部分与静止部分。其中，转动部分也就是转子，主要部件包括联轴器、叶轮、主轴、动叶片等等。而静止部分也就是静子，则涵盖了汽缸、轴承、进汽部分等等。因为汽轮机大多数情况时在高温、高压下，以高转速运转，因此，属于精密型重型机械设备。
1.3汽轮机特点
汽轮机具有一定的独特优势，即蒸汽流动速度快、连续性良好、蒸汽流量较大等，因此，可以发出的功率相对较大。就大功率汽轮机而言，可以利用较高的蒸汽温度与压力，所以，热效率也比较高。就汽轮机问世之后，大多数专家都在不断探究汽轮机的可靠性、实用性、安全性等。而且在科学技术水平快速提高的影响下，汽轮机的整体性能十分优越，在其中很多领域都得到了大力推广。
2故障原因分析
2.1高压缸动静碰磨
在经过长时间的运行测试后，发现当汽轮机组冲转值超过3000转时，“蛙跳”问题会出现在高压缸中，之后机组中的轴承就出现了异常振动。［1］通过对高压缸进行检查发现，其内部发生了动静碰磨问题。而且由于机组中高压转子前汽封段比较长，这就使得其在启动时会发生左右不均的问题，从而使高压缸膨胀工作不顺畅，进而造成机组轴承振动异常问题的发生。其主要问题有：高压转子的汽封与轴封受到严重磨损；电端的猫爪垂弧差超出了标准范围；红丹对磨接触的面积不足。
2.2转子动平衡故障
2.2.1弯曲与联轴器之间的连接质量较差
转子弯曲与联轴器之间的连接不佳，导致转子产生质量不平衡，在运行的时候，因为扰动力作用影响，使得机组产生振动。
2.2.2质量不平衡
汽轮机转子是一种体型较大，且相对复杂的部件，在动平衡校验之后，依旧存在着一定的不平衡重量。这种由于动平衡重量较差的残余不平衡重量，从单根转子而言，问题并不复杂。但是，对多根转子而言，所残留的不平衡重量，在轴系旋转时的离心力，很容易形成多个复杂力偶，从而导致振动原因寻找工作难度加大。而且凡是属于质量不平衡所造成的振动，振幅都会随着转速升高有所增加。在找动平衡的时候，试加重量对振幅存在明显反映。因此，因为质量不平衡所造成的振动，通过找平衡可以有效消除。
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2.2.3同心度存在差异
转子和静子或者汽缸的同心度需要保持一致，否则将会造成动静触碰摩擦、电磁激振、气流激振。而转子在转轴的时候，发生摩擦，会造成热弯曲，引发机械振动故障。
2.3各项温度不满足要求
在汽轮机运行过程中，需要对各部位温度进行控制，保证震动处于安全范围内，需要控制的温度包括以下方面：（1）润滑油温度。润滑油需要适宜粘性才能起到润滑作用，当润滑油温过高时，会降低其粘性，无法实现有效润滑，会发生油膜振荡现象，油温过低会导致摩擦变大，引起震动，通常情况下，适宜温度为25~60℃。（2）轴封温度。轴封温度会对轴承座标高和汽封间隙造成影响，产生震动，同时会影响润滑油温。（3）排汽温度。排汽温度会导致机组发生膨胀现象。
3解决措施
3.1处理的具体方法
为了有效解决高压缸出现的膨胀工作不顺畅的问题，应该先通过仔细的研究与分析，找出其产生的原因，并在此基础上结合相关的工作经验对其进行处理。以上述高压缸中存在的“蛙跳”问题为例，具体可以从以下几方面对其进行处理：应该先在前轴承箱台板的滑块下面放置一个不锈钢片，并有效调节前轴承箱与滑块二者间的间隙，保证其间隙距离在0．1mm以下。同时应该在前箱台板的滑块表面上均匀涂抹红丹，使表面与前箱底部之间形成对磨，并尽可能增加对磨接触的面积，从而有效提高其安全性能。之后，要在高压缸中另开一个注油孔，并在其周围设计出相关的注油管道，从而通过注油的方法使润滑效果得到有效提升。还要及时更换前轴承箱中磨损比较严重的滑销，并在更换好滑销后，把有着良好耐高温特点的润滑脂涂抹在新的滑销表面。最后，要根据实际情况与需求，对负荷分配进行科学、合理的调整与控制，从而有效降低电端的猫爪垂弧。应该对垂弧进行多次测量，只有保证猫爪垂弧差在0．05mm之下，才可以将其投入使用。
3.2处理后的结果
使用涂抹丹红、设置注油管道、更换滑销以及调整负荷分配等方法对出现问题的高压缸进行有效处理之后，再通过测试可以发现，高压缸中出现的“蛙跳”问题不见了，同时，在正常运作过程中，轴承没有出现振动异常的问题，而且其较小的振动幅度也在可控制范围之内。另外，上述方法的实施还可以有效提高缸体的膨胀能力，例如在从20mm到50mm的膨胀过程中，其使用的时间减少了将近1/2。
3.3实时监测汽轮机振动
在汽轮机正常运行过程中，振动规律、频率、幅度、声响异常，需要及时降低负荷，循序渐进地降低，消除振动性故障，对其运行参数进行全面监测。相关技术人员则可以通过监测获取数据，将其与标准比较分析，进一步判断其中是否存在振动异常现象，熟练掌握汽轮机的刚度极值点、共振条件、刚度范围，对其运行状态进行定期监测，全面做好预防措施。而在机组使用之前，应提前做好空载与负荷试运，合格之后，才能够投入使用。
3.4发电机电流与调门控制方式
汽轮机轴瓦振动时发电机的电流会对振动造成一定的影响，主要产生在发电机侧面的轴瓦上，这种振动从汽轮机一开始运行就存在，不是暂时性的，也不是突发的，所以根据实际情况可以排除这种隐患。汽轮机操作人员可以对汽轮机调门进行控制方式的调整，如果调整后发现问题依然存在，这个时候可以用手持式振动仪器对汽轮机轴瓦振动进行测试，各个部位各个方向的振动情况都需要进行参数调查，将汽轮机轴瓦振动参数数值进行调整，随后就会发现汽轮机轴瓦就地振动影响不大，并且沿着垂直和水平的方向开始测试，当汽轮机轴承的温度处于一定范围内的时候，就能判断出来这也许是测点的问题，这个时候操作人员可以与热控人员取得联系，着手修理即可。
结束语
总而言之，经过全方面的研究和探析，得知影响汽轮机轴承振动的几个原因，通过有效的排除法进行排除，最终得到了有效的处理，实现了企业的安全稳定生产，解决了故障的存在，实现经济效益的增长。
参考文献：
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[2]李恒海，安正锋，王宝玉，谷志德.汽轮机高中压转子材质因素引起的弯曲故障[J].中国电力，2014，47（08）：94-97.
[3]高庆水，刘石，张楚.汽轮机座缸式轴承振动影响因素研究[J].振动与冲击，2014，33（13）：26-30.
[4]刘峻华，黄树红，陆继东.汽轮机故障诊断技术的发展与展望[J].动力工程，2001（02）：1105-1110+1122.
[5]刘峻华，黄树红，陆继东.汽轮机故障诊断技术的发展与展望[J].汽轮机技术，2000（01）：1-6.
论文作者:胡波
论文发表刊物:《河南电力》2018年15期
论文发表时间:2019/1/21
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