摘要：汽轮机作为发电系统的重要组成部分，其运行状态影响着整个发电系统。然而，汽轮机异常振动故障一直是电厂运行工作中的难以避免的问题，如何有效预防及解决这一故障显得极为重要。本文主要分析了汽轮机异常振动故障产生的原因，并提出了解决问题措施及建议。
关键词：汽轮机；异常振动分析；解决措施
随着我国经济的快速发展，对电力供应提出了更高的要求。为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。火电厂主要设备包括锅炉、汽轮机和发电机等，汽轮机组属于关键的组成设备，其工作运行和维护水平会对发电厂的安全运营带来很大的影响。由于其设备结构的复杂性和运行环境的特殊性，汽轮发电机组的故障率一直居高不下。一旦发生故障，其危害性很大，严重影响了发电机组的正常运行。
一、研究汽轮机的异常振动原因的重要性
当前我国的电力系统随着时代的发展也在不断的完善， 蒸汽轮 机的与进行状态对整个发电环节都是不容忽视的， 如果发电机组可 以保证正常的运行 ， 就可以很好的保证发电的连续性， 同时也给人们正常的生产和生活带来诸多的便利， 此外电力企业的健康发展对 于我国经济发展水平的提升有着十分积极的意义。当前在发电厂维护部门当中， 最为重要的一项工作就是采取有效的措施提高汽轮机组运行的安仝性和可靠性， 此外还要在这一过程中加强对机组的维护， 定期对机组进行养护处理 ， 同时在实际的工作中还要加强对人 才的培养， 在这一过程中不断的积累维修和养护的经验。 另外， 对其进行定期的养护能够有效避免多种辅机故障的发生，设备在运行的过程中也可以保持在一个较好的状态当中， 故障率在明显下降之后 就可以有效的降低维修过程中所花费的费用， 所以这项工作在火电厂发电的过程中一直都起到了非常重要的作用。
二、火电厂汽轮机常见异常振动的技术分析
2.1油膜振荡
产生的原因分析：油膜自激振荡是由于汽轮发电机转子在轴承油膜上高速旋转时，丧失稳定性的结果。稳定时，转轴是围绕轴线旋转的。当失稳后。一方面转轴围绕其轴线旋转，另一方面该轴线本身还围绕平衡点涡动。轴线的涡动频率总保持大约等于转子转速的一半，故又称半速涡动。当半速涡动的涡动速度同转子的临界转速相重合时，半速涡动被共振放大，就表现为激烈的振动。油膜振动具有下列特征：① 油膜振荡一经发生，振幅便很快的增加，使机组产生激烈振动。这种振动随着转速的升高，振幅并不减小。失稳而半速涡动可能较早。而油膜振荡则总是在2倍于第一临界转速之后出现。② 油膜振荡时，振动的主频率约等于发电机的一阶临界转速，且不随转速升高而改变。③发生油膜振荡时，振幅将不只是于转速一致的工频振动，而且还有低频分量。④发生油膜振荡的轴承，顶轴油压也发生剧烈摆动，轴承内有明显的金属撞击声。⑤ 油膜振荡严重时，仔细观察可以看到主轴的外露部分在颤动。
2.2汽流激振
产生的原因分析：汽流激振类振动有以下特点：① 汽轮发电机组的负荷超过某一负荷点，轴振动立即急剧增加；如果降负荷低于负荷点，振动立即迅速减小。② 强烈振动的频率约等于或低于高压转子一阶临界转速。③ 汽流激振一般为正向涡动。④发生汽流激振的部位在高压转子或再热中压转子段。
其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片末端膨胀产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。
2.3转子热弯曲
产生原因分析：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起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。当弯曲的作用大于不平衡量时，振幅的减小发生在临界转速以上。
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2.4摩擦振动
产生原因分析：摩擦振动的特征：①由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频。但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。②发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧，导致转子径向截面上温度不均匀，局部加热造成转子热弯曲，产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。
三、探讨火电厂汽轮机振动故障排查维修措施
火电厂汽轮机运行中一旦发生故障应当立即对发生故障的原因进行分析，并根据分析所得的结果提出具有针对性的解决方案和维修措施，以切实保证汽轮机运行的稳定性和安全性，而针对以上常见的汽轮机振动故障，其故障排查和维修措施具体如下。
3.1 油膜振荡排查措施分析
通过以上对油膜振荡发生原理分析可知，如何提高轴承和转子工作稳定性和安全性是故障处理的关键，而为了达到这一目的必须要减小二者之间相互之间的摩擦作用，这之间使用的压力和湿度都是以润滑油来实现，同时还应当减少润滑动力的粘度值，以避免油膜承载力过大。在故障处理过程中切不可使润滑油的粘度过大，以免影响油分布的均匀性，导致相互之间的摩擦力增加。另外，油膜振荡故障还可以从减小轴瓦顶部间隙、增加上轴瓦轴承合金宽度、缩减轴颈和轴瓦接触角等多种方式来进行解决。
3.2 汽流激振排查措施分析
通过对气流激振故障产生原理分析可知，在进行该故障排查解决的过程中，首先应当对汽轮机转子的稳定平衡状态进行检查分析，查看转子质量是否和旋转中心处于相同的运行状态。另外，电厂技术人员在平常检查过程中应当对汽轮机组转子的振动运行数据进行详细记录，并与机组满负荷状态下的振动数据进行整合分析，制定转子的振动曲线图，通过对曲线的观察和分析，可以判定转子运行的状态。
3.3 转子热弯曲故障排查措施
由于汽轮机转子工作区域在蒸汽区，因此热弯曲故障的发生较为常见，因此设计人员在进行设计的过程中应当使用耐腐蚀性强、耐高温的材料作为机组转子的制作材料。另外，如果汽轮机转子发生了热弯曲故障，技术人员应当立即将故障转子取下进行更换，以彻底解决机组振动故障问题。
3.4 摩擦振动故障排查措施分析
通常情况下，汽轮机转子运行的环境比较复杂，它在运行过程中不仅会受到高速旋转和汽流冲击作用力，同时高温、潮湿以及高压的工作环境会对转子造成一定的破坏，影响机组转子的安全稳定运行。因此，火电厂应当对转子日常的保养和检查工作给予高度的重视，一旦检查过程中发现故障，维修技术人员应当立即采取解决措施，对产生摩擦振动的部件进行必要维修，而如果机组部件维修价值不高应当进行更换，以消除摩擦振动对汽轮机运行造成的不利影响。
结束语
汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。针对于汽轮机异常振动这一常见故障，技术人员应充分分析产生原因，找出故障点，并及时制定解决方案，确保汽轮机组正常安全运行。只有保证汽轮机的运行质量，才能确保电厂安全经济地运行工作，为企业创造最大的经济利益。
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论文作者:李泽
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/28
标签：转子论文; 汽轮机论文; 油膜论文; 机组论文; 故障论文; 火电厂论文; 汽轮论文; 《电力设备》2018年第2期论文;