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械振动的主要原因及对策进行了详细分析。
关键词：汽轮机；机械振动；原因；对策
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发电厂汽轮机组轴承振动的原因
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。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低压缸动静碰磨
在对低压缸进行检测时发现，其内部的动静碰磨问题使得低压缸的蒸汽参数低于标准要求。同时，进水也是汽轮机组低压轴封中常出现的一个问题。另外，排气温度对低压缸内部的真空情况有着一定的影响，随着温度的降低，真空状况会逐渐增多，这就使得轴承受到的力量不均匀，会导致摩擦问题的出现。在本文研究的汽轮机组中，其低压缸的结构是双流式，其中缸体的结构是双层的，而且是和低压轴承连接的，因此，若出现较高真空情况，缸体会因为纵横两方面施加的力而发生变形，会严重降低低压缸的刚度。
3发电厂汽轮机组轴承异常振动的处理措施
通过上述分析可以发现，发电厂汽轮机组轴承异常振动主要是因为高压缸以及低压缸出现了问题。因此，要想保证机组的正常运行，就必须对高压缸和低压缸进行针对性的处理。下面将对处理的方法以及处理效果进行详细阐述。
3.1解决高压缸问题的方法
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
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。
3.2解决低压缸问题的方法
1．处理的具体方法针对低压缸中出现的磨损严重的隔板汽封以及低压轴封等问题，可以通过改变汽封方式的方法进行解决。例如，可以用直齿汽封来代替传统的斜齿汽封。通过实验可以发现，在实际工作过程中，直齿汽封方法的耐磨性更高。为了有效解决低压缸下降量大的问题，可以使用抬高隔板的方法。本文在实际处理中，把各级隔板向上抬高了 0．02mm，而且还同时提高了端部汽封，这就在很大程度上避免了动静碰磨问题的出现。而针对低压缸变形和相关的刚度较低问题，主要是通过辅助支撑方式来解决的，这样可以在一定程度上提高缸体的刚度，减少变形问题的出现，有利于降低汽轮机组轴承振动异常问题产生的概率。
2．处理后的结果
使用改变汽封方式、抬高各级隔板以及利用辅助支撑等方法对出现变形问题以及振动异常问题的低压缸进行仔细处理之后，再通过全面测试可以发现，与未处理前比较，缸体的振动幅度以及变形量都有着一定的降低。其中，最明显的就是变形量的降低。例如，在总变形中，通过计算可以发现，加固处理之前的变形量在 4．17mm 之上，而加固处理之后的变形量只有2.01mm。同时，各个分项的变形量也都降低了，且达到了理想的标准。其中，降低幅度最大的就是轴承挖沟的垂直变形，其降低幅度达到了 56．3%。在各分项变形量中，虽然内缸支撑的垂直变形是降低幅度最小的，但是其也超过了 19．4%。由此可见，加固方式的效果是比较好的。另外，使用辅助支撑的方式来提高低压缸刚度后，汽轮机组中轴承振动的状况也得到了一定的改善。在对平稳运行了 100 个小时之后的汽轮机组进行检测后可以发现，汽轮机组的振动幅度变得较为平稳。而且，随着真空情况的减少，机组中轴承的振动也在逐渐降低。
4 汽轮机机械振动故障的有效应对策略
4.1 明确故障原因与位置
在汽轮机正常运行时，会收到温差热应力、气流作用力、叶片离心力等各种应力的同时性作用，以此推动汽轮运转。但是，受应力影响，汽轮机在运行过程中，势必会发生机械振动。为了确保振动处于控制范围内，汽轮机没有发生故障，必须全面掌控汽轮机出现机械振动时候的相关频率、规律、幅度等等，并经过一定的现场测试，充分了解汽轮机的运行状况，据此进一步判断汽轮机的机械振动故障。
4.2 调整汽轮机运行状态
汽轮机在运行时，振幅会不断增加，应全方位监测汽轮机轴瓦温度、润滑油温度、汽缸温度、轴向位移量、真空度值、润滑油油压、蒸汽参数等等，实时观察汽轮机机械振动的具体情况，并监听其中的异常声音。而在机组带负荷或启动升速的时候，振动十分剧烈，应该停机做全面检查。而在振动频率较大的时候，应该适当调整转速，保证振动频率处于正常状态。
结束语：
综上所述，汽轮机振动在根本上是不能消除的，但是，可以采取各种有效措施，严格控制振动值。为了有效防止振动状况有所增大，汽轮机运行作业人员需要遵循操作规章制度，密切监视机组状况，以便于及时发现其中存在的问题。与此同时，检修人员还需要全面开展检修工作，防止在检修时，出现各种不良状况，以此保障检修整体质量，确保汽轮机运行的安全性与可靠性。
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论文作者:穆奇,郭小强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：汽轮机论文; 机组论文; 低压论文; 轴承论文; 汽轮论文; 高压论文; 方法论文; 《电力设备》2018年第33期论文;