关键词：抽汽凝汽式汽轮机；异常振动原因分析；处理
引言
抽汽凝汽式汽轮机主要应用于发电系统，避免抽汽凝汽式汽轮机出现运行故障是提高发电可靠性的重要方法。抽汽凝汽式汽轮机在长期运行工作中，会出现抽汽凝汽式汽轮机摩擦损坏的问题，当抽汽凝汽式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。如若抽汽凝汽式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，对抽汽凝汽式汽轮机的运行影响极为严重，应当分析抽汽凝汽式汽轮机异常振动的原因，采取适宜的排除措施，使抽汽凝汽式汽轮机能够继续正常运行。通过对抽汽凝汽式汽轮机异常振动故障进行检查，及时检修抽汽凝汽式汽轮机异常振动问题，可以提高抽汽凝汽式汽轮机的运行效率，避免抽汽凝汽式汽轮机发生异常问题。
1抽汽凝汽式汽轮机振动的原因分析
引起抽汽凝汽式汽轮机振动的原因是多种多样的，但产生振动现象的主要原因有油膜的稳定性缺失、抽汽凝汽式汽轮机运行过程中的气流振动和由于受热不均匀导致的汽缸膨胀障碍，出现汽缸膨胀不均匀的情况。
第一，油膜稳定性缺失。抽汽凝汽式汽轮机发生油膜失稳主要有两种形式，半速涡动和油膜振荡。半速涡动的情况是，当机器转子的转动速度比第一临界点转速低至两倍时，转速就会逐渐提高，而在这个提高转速的过程里，抽汽凝汽式汽轮机的振动一般会在一个转速相对较低的阶段出现，然后一直振动到转子的转速达到峰值，或者还有一种情况是，振动会在转子转速达到某个随机数值时小时，二在转子转速由低到高的变化过程中，当到达转速变化的临界点时，涡轮转动的频率就会发生改变，但其中转动程度力的半频关系是恒定不变的。油膜振荡的情况是，在旋转劲轴和润滑油相互带动运转的过程中，轴劲和高速流动的润滑油之间由于产生了强大的作用力和反作用力，使油膜发生一种强烈的自动振荡的现象。
第二，气流振动。气流振动主要可分为由于转子弯曲部分的径向间隙变化而造成的顶隙振动和机器叶轮部位在运转过程中的相互作用力引起的振动。
首先，顶隙振动是由于机械制造人员为了提高抽汽凝汽式汽轮机的工作效率和机器性能，而使用了一种提高抽汽凝汽式汽轮机运行转速和级数增加的方法，但是级数的变化导致了转子运行的跨距拉长，在转速变化时的临界速度变慢，进而转子转速的提高与抽汽凝汽式汽轮机整体工作转速的差距就被扩大，使轴系统的运行不稳定，而转子的弯曲部分会使通流径向间隙发生改变，进而引发轴劲的正向涡动。其次是叶轮流通部分的相互作用力。叶轮在运行过程中的失稳现象是很容易发生的，而这种失稳的作用力又会将叶轮带入磨损环，产生磨损后就会造成出口的密封间隙增大，产生强烈的振动。
2抽汽式抽汽凝汽式汽轮机振动的概况
抽气式抽汽凝汽式汽轮机作为旋转式动力机械设备，在发电机组中有着较为广泛的应用，它是通过蒸汽热能与机械能二者的转换实现运作的。抽汽凝汽式汽轮机主要是由两部分构成的，分别为转动与静止部分，前者的部件有叶轮、主轴、联轴器与动叶片等，后者的部件有气缸、隔板、汽封与轴承等。通常情况下，抽汽凝汽式汽轮机的工作环境为高温与高压，因此，它属于精密型机械设备，并且具有一系列的特点，如：良好的连续性、较高的蒸汽流动速度与较大的蒸汽流量等。随着抽气式抽汽凝汽式汽轮机应用的日益广泛，其安全性、耐用性与可靠性的研究日益深入，但机组振动的问题严重制约着抽汽凝汽式汽轮机的运行的经济平稳。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆抽汽凝汽式汽轮机振动的危害主要表现在以下几方面：其一，机组经济性的降低。机组振动使其汽封间隙增大，在此情况下，抽汽凝汽式汽轮机的经济性会随之降低。其二，动静碰磨的出现。在振动作用下，机组的静动部分便会出现碰磨，轴封与隔板汽封的磨损会使抽汽凝汽式汽轮机转子和轴封二者间的间隙不断扩大，此后会造成蒸汽外漏或者空气内漏，进而影响了机组的真空及其效率。其三，设备事故的出现。机组振动对保护设备有着一定的影响，制约着机组的正常运行，严重情况下，此类设备会出现误动作，最终造成停机事故。其四，连接部件的松动。机组振动会使抽汽凝汽式汽轮机的连接部件出现共振，如：导气管、轴承与轴承箱等，连接部件的松动极易引发重大事故。
3优化措施分析
3.1转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除
转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个“凹谷”，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下;当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。
3.2优化机组保护
抽汽凝汽式汽轮机运行过程中，安装相应的振动监视装置和保护系统，并建立信号报警与控制系统，构成了保护抽汽凝汽式汽轮机安全高效运行的基础设备。另外，机组应该安装振动保护的相关设施，当抽汽凝汽式汽轮机的振动超过了既定的安全范围时，就会发出脉冲信号驱动该装置保护机组电路，自动关闭主汽门，并发出报警信号通知相关技术人员，可以实现对机组的有效保护。但是，近年来随着机组容量的增大，导致对于抽汽凝汽式汽轮机的监视与保护装置提出了更高的要求，需要这些装置具有更高的安全性与可靠性，来进行抽汽凝汽式汽轮机振动的监视与保护。
3.3保证机组的平稳运行
在抽汽凝汽式汽轮机运行过程中，出现的振动问题，要对其内部的声音进行细听，并且要对轴承温度、气缸温度、蒸汽参数与油压等给予检查，根据具体的原因，采取适当的措施。如果振动十分异常，要对负荷进行降低，检查异常振动是否消除；如果振动中伴有金属摩擦声，则要利用破坏真空紧急停机的方法，以此避免严重事故的发生。同时，在启动升速时出现的振动，要对其采取停机检查，还可以通过转速与负荷降低的方法，使机组振动逐渐恢复正常，此后，将转速与负荷再逐渐增大。
结语
综上所述，在实际的生产操作中，要采用科学合理的方式避免振动异常现象的出现。机组投入使用之前，要进行试运行测试，及时发现异常振动并妥善处理，安装必要的监视与保护控制系统，对振动情况进行监测与保护，保证整体机组的安全运行。
参考文献
[1]张锡德，王西林.一段炉鼓风机抽汽凝汽式汽轮机振动原因分析及处理[J].大氮肥，2011，10（3）：189-193.
[2]刘宁.热电厂抽汽凝汽式汽轮机振动原因分析及对策[J].科技传播，2012，10（3）：93.
论文作者:刘学彬
论文发表刊物:《中国电业》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/14
标签：汽轮机论文; 转子论文; 机组论文; 转速论文; 异常论文; 弯曲论文; 油膜论文; 《中国电业》2019年第19期论文;