摘要：经过实践分析可知，影响汽轮机稳定运行的因素有很多，且这些不定因素的存在将会对汽轮机的正常运行造成一定的干扰。一旦电厂汽轮机运行过程中出现故障，将会直接影响发电系统的正常工作，进而影响人们的生产和生活。
关键词：火电厂；汽轮机；振动原因；解决方法
引言
随着经济的发展，我国社会对电力能源的需求也日渐提高，目前火电发力仍然是主要的供电形式。汽轮机作为火电厂发电机组的重要设备，会对火电厂的运行稳定性和发电效率产生重要的影响。火电厂汽轮机经常会出现异常振动的故障，严重威胁发电机组的正常运行，为此必须要采取有效的预防处理措施，尽可能地降低汽轮机异常振动的出现频率。
一、汽轮机振动的危害
汽轮机组的振动是机组运行必须要监测的一个非常重要的参数，因为当机组振动超过规定范围时，将会引起设备的损坏，甚至造成严重后果：（1）使转动部件损坏。当机组振动过大时，会使叶片、围带、叶轮等各部件的应力增加，从而产生很大的交变应力，导致疲劳而损坏；（2）使机组动、静部分发生磨损；（3）使各链接部件松动；（4）直接造成运行事故。当机组振动过大，同时又发生在高压缸端侧时，有可能危及保安器误动而发生停机事故。因此，机组运行中要严格检测其振动值。近几年来，大庆油田宏伟热电厂机组频繁出现振动大引起的停机事件，这就使得我们不得不引起对汽轮机组振动故障的重视。
二、汽轮机常见异常振动故障
1、油膜振荡
通常情况下，油膜振荡多发生在发电机组启动提速阶段，而该振动故障产生的原因是轴承油膜上发动机转子在进行高速旋转，在旋转过程中转子会受到一定的载荷作用，并对其运行的稳定性造成一定的破坏。在正常情况下，轴承油膜上的发动机转子是一直处于稳定运行的，且转轴以轴线为中心进行高速旋转，一旦其稳定性遭到破坏，那么轴颈转速也会随之增加，这样一来，会使得轴承和转子之间的摩擦耗能增加，使得轴系临界转速减慢，油膜压力增加，最终导致汽轮机油膜振荡故障产生，并对整个发动机机组运行稳定性造成影响。
2、汽流激振
一般情况下，汽轮机组中的高中压转子是发生汽流激振的主要部件。其原因是汽轮机内流中的蒸汽会发生一定程度的膨胀，这样一来，一方面会使高中压转子产生切向力转矩，另一方面还会产生一个从高压端到低压端的轴向力，在这两种外力作用下高中压转子的叶片会在不均匀汽流的冲击作用下使汽轮机转子发生汽流激振这一故障。
3、摩擦振动
在长时间运行状态下，汽轮机转动部分如叶栅、叶轮主轴等会在外力和高温条件等作用下产生一定的热弯曲故障，进而对转动部分原来的稳定状态造成一定的破坏，最终产生摩擦振动故障。在这种情况下，汽轮机振动信号仍保持在工频状态，但是在转子以及其他因素的作用下会经常发生分频、倍频以及高频分量的现象，甚至有时还会有波形削顶这一异常现象的发生。另外，汽轮机转子产生摩擦振动故障情况下，其振动频率和幅值存在波动的基本特征，一旦这种故障存在时间过长，那么将会导致涡动现象的发生。
4、转子变形
笔者通过对火力发电厂中曾经出现的大型汽轮机异常振动案例进行分析的过程中，发现由于转子变形而导致的振动异常次数相对比较多。由于汽轮机经常需要面临高温的作业环境，转子容易因高温而出现受热变形的情况，使得在正常的工作状态下，转子无法进行正常切合，进而导致大型汽轮机出现异常振动。而除此之外，汽轮机本身出现密封泄露的问题，致使大量水分进入汽轮机当中，在长期的运行之下，受到动态以及静态的摩擦作用，也会产生大量热量，久而久之将会使得转子的材质发生改变，进而导致其出现形变的问题，由此引发汽轮机的异常振动。
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三、火电厂汽轮机振动的解决方法
1、油膜震荡故障的解决方法
在机组出现油膜震荡时，可采用以下解决措施：①增加轴瓦比压；②减小轴瓦顶部间隙或增大上轴瓦轴承合金的宽度；③减小轴颈与轴瓦的接触角，通常可减小5°～10°；④降低润滑油动力粘度。例如提高油温或选用粘度较小的润滑油等；⑤用平衡的方法将转子原有不平衡分量降至很小。
2、气流振动的解决方法
在振动故障出现的多种原因中，最主要的原因之一便是气流振动的形成。根据笔者自身经验的总结，较大量值的低频分量会在汽轮机气流激振的情况下出现；相关运行参数也会对汽轮机的振动造成影响，不断增加的振动幅度，增大了负荷，因而会造成汽轮机的损失。
我们为了将气流引起的振动影响排除，重新调整了在不同负荷的情况下，汽轮机高压进汽门的特性，以便能够更好的将气流激振的现象消除掉。针对机组气流激振产生的原因及特性，分析气流故障需要观察和记录机组每次振动的参数，连同机组负荷状态下数据制定出成组曲线，观察曲线范围和变化的趋势。简单讲在汽轮机正常的运行中，应当采取减少负荷汽压的变化及尽量规避气流激振负荷的方式来降低火力发电厂汽轮机振动故障的发生率。
3、转子热变形的解决方法
转子热变形引起的振动与汽轮机振幅的增加有关，而引发转子热变形的主要原因是转子温度和蒸汽参数的变化。机组在冷态带负荷阶段，转子的温度升高，释放的材质内应力会引发转子热变形，倍频振动增大，相位也产生相应的变化。当转子接地的问题在火电厂中出现时，我们能够发现显著变形的情况发生在转子端部的线圈上，汽端的端部线圈的变形也较为严重，影响了汽轮机的正常工作。因而需要将护环下绝缘中的滑移层工艺加强，通常是将一层聚四氯乙烯的滑移材料覆盖在转子的表面，以便尽可能的将自由伸缩的阻力在线匝热膨胀的情况下减少。存在于护环下的工艺推拨角度也应当减少，所选择的线匝铜线必须有一定的银含量，其目的是为了将绕组线匝导线中的抗蠕变性能和屈服强度提高。在负荷的升降和机组的调峰工作中速度控制非常重要，不能太快。
4、摩擦振动的解决方法
摩擦振动的振动信号会因为转子热运动而产生新的平衡力，但却依然维持了工频为主频的振动信号频率，限制了倍频、高频和分频的产生，并伴随着严重的“削顶”现象，自然会严重的损害汽轮机机体；同时波动持续的时间会因为受到摩擦的影响而被延长，急剧的增大了相应的振幅，使得汽轮机受到了严重的损害；此外，振动摩擦会提升相应的临界速度，也会损害汽轮机机体。当产生严重摩擦的时候，振幅大小和相位具有波动性，波动的持续时间不定，摩擦非常严重时候，振幅的幅值和相位就不会再波动，振幅呈急剧上升的态势。就转子而言，摩擦会引起涡动或者抖动现象，实质上是对转子的影响，转子会发生热弯曲。动静摩擦过程中，圆周上各点摩擦的程度不同引起转子截面温度不均，加剧转子的热弯曲。就摩擦振动而言，在汽轮机的整个运行过程中都会有振动摩擦出现，这是无法避免的现象，因此，我们只能尽可能的减小摩擦产生的振动影响，而不是去研究如何消灭它。
结语
导致火电厂汽轮机出现异常振动的原因较多，当异常振动故障发生时技术人员需要进行全面的分析，根据故障发生部位和影响因素采取针对性的对策，提高故障处理的效率和有效性。同时火电厂要制定科学合理的设备检修制度，对汽轮机进行定期的检查和维护，减少汽轮机发生异常振动的频率，确保火电厂的稳定运行。
参考文献：
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[2]张强.针对火电厂汽轮机异常振动现象及其应对措施的分析与研究[J].中国科技纵横，2017（6）.
[3]殷富伦.浅谈火电厂汽轮机异常振动原因及处理措施[J].科技创新与应用，2015（27）：163.
论文作者:申先斌
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/20
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