摘要：汽轮机在启动过程中出现振动异常时，不能简单按运行规程要求进行暖机升速，应重点关注振动变化，待振动振幅下降并趋于稳定后再升速，以确保汽轮机设备安全。本文基于汽轮机机组开机过程中振动故障分析及处理展开论述。
关键词：汽轮机机组；开机过程中；振动故障分析；处理
中图分类号：TK268 文献标识码：A
引言
汽轮机运行多年后由于汽轮机不断收缩、膨胀和缸体的振动，使汽缸与立销出现偏磨，立销变形，汽轮机前箱正常应沿纵销自由滑动，可是由于前箱与纵销之间产生间隙，导致膨胀时产生偏移造成汽轮机轴承与汽缸不同心，产生间断性摩擦，加上滑销系统结垢锈蚀膨胀不畅进一步加重机组振动发生。因此，建议定期对滑销系统进行全面检查，保证滑销系统正常工作。
1故障现象
例如某冲动式汽轮机组型号B1.8-3.43/1.1，2018年5月7日凌晨4：00汽轮机进行开机前的准备工作，按照操作规程（5～10）℃/min的速度暖管，当达到开机条件后，9：23：39开始低速暖机，首先全开中压蒸汽入口闸阀（DN300）再打开主汽门，室内505调速器输入500r/min的信号，9：23：39现场机组开始启动，至9：24：10转速升至3565r/min（该时间点机组振动值18.29μm、17.78μm），操作人员立即按下停机按钮进行停机（按照操作规程要求在冷态开机时需500r/min运行30min），随后和仪表人员进行沟通，505调速器为新更换设备，调速器正常，随结合维修人员意见进行第二次启机。室内给启动信号机组启动，9：30：40转速迅速升至4738r/min（该时间点机组振动值17.33μm、18.25μm）操作人员马上按下停机按钮进行了停机。停机后联系维修人员组织查看调速汽门，经现场确认判断调速汽门有可能关闭不严，利用中压蒸汽总阀付线阀（DN50）控制进汽轮机中压蒸汽流量。然后关闭中压蒸汽主阀门（DN300）打开付线阀（DN50）9：52：59室内给开机信号，9：54：14现场转速升至4224r/min（该时间点机组振动值27.24μm、28.23μm），马上关小中压蒸汽付线阀（DN50mm）转速下降至708r/min（该时间点机组振动值19.20μm、18.21um），之后按照升速曲线进行升速，至10：43：16转速升至6069r/min（该时间点机组振动值35.68μm、40.66μm），至10：50：25时转速升至7203r/min振动迅速升高至237.66μm、238.38μm且现场振动噪声较大，室内马上按下停机按钮进行停机。经过协商后决定打开汽轮机前后轴承进行检查，约15：00打开轴承盖发现轴瓦有轻微磨损，汽封齿有磨损痕迹，转子上有磨损痕迹。磨损之后产生高温汽封体颜色呈深蓝色。
2汽轮机振动产生的主要原因
2.1运行中中心不正
汽轮机启动时升速或者是负荷太快，引起汽轮机气缸的受热膨胀的不均匀现象，或者系统内部的卡涩等导致气缸的自由膨胀受到约束，使得气缸对转子歪斜，机组的不正常移位会产生振动；机组安装的不正确或者不规范，中心位置不对，运行时振动随着负荷增加而加强；机组的进汽温度异常，导致胀差与气缸变形的几率增大，比如轴封的向上抬起会导致轴向位移引起振动；转子与汽缸不同心容易产生间隙振动。
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2.2转子质量不平衡
机组运行中叶片的脱落与磨损、腐蚀等现象使得转子的质量不均匀，这种不均匀会使得转子受到离心力的冲击发生振动；转子发生弯曲也会引起振动，主要是由于转子弯曲后引起了汽轮机内部组件的摩擦，该种振动与转子质量不均匀受到离心力冲击之后所引起的振动相类似，但是也有不同，这种振动最典型的表现是轴向振动，当转子的转动速度超出了临界的转速时，转子的轴向振动效果更为明显；汽轮机转子油膜不稳定或者是受到其他外力作用遭到破坏等，也会引起振动，主要是油膜在遭到破坏以后，使得轴瓦乌金烧毁形成轴颈的弯曲；汽轮机内部各组件之间发生摩擦会引起振动，主要是动叶片与静叶片之间的摩擦、通流部分间隙与安装的处理不当等的摩擦引起的振动；水冲击也会引起振动，这种冲击会造成转子轴向推力与扭力之间的不平衡，产生剧烈振动。
3汽轮机异常振动的解决对策
3.1转子热弯曲的解决对策
为了有效地预防汽轮机转子热变形产生的异常振动，在对汽轮机转子进行配套装配时，要严格按照操作流程和先后顺序进行标准安装，对轴线进行中心法校正，使轴线转动时不会产生偏离。预防措施从基础安装抓起：1）预埋件确保在纵向中心线上，调正螺丝进行紧固安装，保证钢丝架子能够放置在标准位置；2）沿纵向中心线定位悬挂钢丝的精准点，做好标记；3）对准各中心点及轴线，应用钢皮尺准确测量钢丝至洼窝中心两侧的长度；4）调正轴承及底座，两侧长度误差要在0．05mm范围之内，确保安装到位准确；5）对于水平校正，最好采用水平仪现场校正。将其放置在轴瓦洼窝结合面，水平方向有倾斜时，水平仪内空气偏离中心，用垫铁进行细微调整，使水平仪内空气稳定于中心点，才能达到水平平衡状态；6）汽轮机安装中需要进行三次找平，第三次要彻查一偏，完成所有找平工作，从而确保轴承安装标准到位，使转子稳定运动，消除转子热变曲导致的异常振动，保证电厂正常发电。
3.2汽轮机主要部件的检修应注意的问题
汽轮机作业以气缸为基础，常见的气缸缸体上下两个，分别由静叶栅、隔板和转子组成。通过真空层可有效阻止空气的渗入，进而大大提升汽轮机运行的安全可靠性，检测气缸时，主要的内容为：第一，仪表拆除。此步骤主要分为两个环节，分别是拆除所连接的螺丝，保证所有螺丝被拆除的同时不破坏螺栓、压条、枝条等，进而保证化装板被拆除，同时保护上面的喷漆；另一环节为，对装配零件进行标号，对拆卸的零件进行对应号码标记，防止零件遗失、混乱，为重装做准备。第二，拆卸汽轮机保温层时需要保证上缸温度控制在到120℃左右，迅速将调速气门所有三角架螺栓拆除，使用定位鞘对三脚架进行调整，将气缸周围的法兰螺栓卸除，保证螺栓没有弯曲、乱扣等现象；第三，控制导管安装，此时为保证安装的平滑性需要将平油涂抹在倒杆上，安装对角。并在安装的过程中，对气缸结合面、变形状态等进行观察，对气缸纵向水平中分面进行测量；第四，对每个重要部件检修后，组装汽轮机本体部分，将配合面空洞堵住，随后封贴、记录。
结束语
汽轮机汽流激振的故障排除，首先要找到汽流激振的原因，需要对长时间振动的数据中寻找规律，将满负荷、正常运行、空载时的振动数据进行分析，利用曲线图走势，找到引发振动的因素。从而逐渐调解输出功率，汽流缓慢增加，将振动数据绘成曲线图与正常曲线图进行对比。汽轮机负荷增加后，汽门随着负荷的增加不断变化来抵消汽流振动的危害。因此，对于汽流激振的故障，需要长时间的观察和精细化调整负荷参数，才能有效降低汽流激振的不良影响，维持发电系统的正常运行。
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论文作者:张桥兵
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/14
标签：汽轮机论文; 转子论文; 机组论文; 气缸论文; 转速论文; 调速器论文; 轴承论文; 《电力设备》2019年第9期论文;