摘要：众所周知，作为发电厂重要组成部分的汽轮机组其工作正常与否关系着整个发电系统的运营情况。而汽轮机的振动是汽轮机运行是否安全运行的重要标志之一。在目前汽轮机的正常工作过程中，振动故障是随时产生的，如果对振动控制不严格，会造成非常严重的后果。因此，本文主要就汽轮机运行中振动故障做出一定的探讨分析，并提出一些相关的防止措施，以供参考。
关键词：汽轮机运行；振动故障；防止措施
前言
随着我国经济建设的发展，我国的发电技术也越来越先进，甚至走在世界的前沿。而汽轮机作为火电厂中重要的组成部分，在生产运行时往往会发生振动，其发生故障的原因有多种。因此相关人员应针对自身汽轮机运行中的振动原因，提出一定的故障查找方案和先进测量技术方法，从而更好的为汽轮机的维修带来科学的技术支持。
一、汽轮机的结构
转动部分：主要由主轴、叶片联轴器以及叶轮等部件构成，称为转子；
静止部分：中应定部件包括蒸汽室、汽缸、喷嘴室、隔板、隔板套（或静叶持环）、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。
从汽轮机进汽压力与温度等级来看，则通常将汽轮机整体分为高压缸、中压缸以及低压缸，汽缸外部还连接有进汽、排汽、回热抽汽及输水管道等。一般汽轮机结构中，往往机组轴承包括支持轴承和推力轴承，径向轴承在确保转子在汽缸中的径向位置的同时，还保证了转子与汽缸的中心线一致，推力轴承则确定了转子的轴向位置，并确保了汽轮机动静部分的间隙。在汽轮机的运行过程中，为减少摩擦和对汽轮机的影响，通常采用在汽轮机上加装一个高压顶轴装置与低速自动盘车的装置来减少对其轴承的损坏。
二、汽轮机运行中振动判定特点
其振动特点主要表现在第一次启动升速到超过其临界转速的时候，通过对轴承振动的大小来判断汽轮机是否产生故障。如果情况良好，则可以判断汽轮机转子与拖带机组的转子在当前处于平衡的状态，轴承未有任何的损伤。若要在停机后对汽轮机的末级的叶轮进行配重，应注意先在其空载的时候，保持其空转速度在3000转/每分钟，同时降下轴承基频振动降到安全线以下方可进行操作。待机组的配置再次启动之后，根据相关的标准是将轴承的垂直的振动调整为50um，同时带负荷在20MW的时候，其振动基本不变。待振动升到91.7um时，这个时候要及时打闸停机，并且在这个时候大轴的扰度比在启机的时候要大50um.当在进行第三次启动的时候，在后汽封的温度达到300度的时候，并且在90.7um的时候，要打闸和停机。机组在整个启动过程中造成的振动突增，会导致监测系统报警，说明汽轮机的故障在逐渐的恶化。
三、汽轮机运行中振动一般故障
3.1 密封不严
密封不严导致的机组振动异常的故障率占40%以上，主要是振动使低压端部轴封遭到破坏所致。由微小空隙进入低压缸中的空气，使真空度降低；相反，高压端部分较大的漏气量致使转子弯曲，蒸汽渗入润滑油系统，润滑油纯度不足，油质乳化。
3.2 油膜失稳和气流激振
油膜失稳和气流激振是一种自激振动。自激振动的出现与转速或负荷密切相关。维持这种振动的能量来自于系统自身内部的某种机制。在实际的运行中，最常见的轴系动力失稳有：滑动轴承油膜失稳造成的半速涡动和油膜振荡、气流激振、转轴材料内阻引起的不稳定振动、转轴和套装叶轮之间的内摩擦以及中心孔进油造成的振动等。因此，在生产工作中一定要严密监视机组的负荷与转速，以便于判断油膜失稳和气流激振所带来的振动故障；
3.3 动静摩擦问题
对于汽轮机的工作效率要求不断增加，动静的间隙不断的缩小，碰摩的可能性就随之增大。动静摩擦轻的会使汽轮机产生强烈的振动，严重的就会使转轴永久性的弯曲，整个轴系统都会遭到损坏，造成重大的经济损失。
发生动静摩擦的原因有以下几种：
转轴振动过大，质量不平衡、转子弯曲、轴系失稳等都会造成这一现象；
（1）转子偏斜；
（2）动静间隙过小；
（3）缸体跑偏，变形；
（5）自激振动；
（6）结构共振、转子损害等。
3.4顶隙激振
由于对汽轮机效率和性能的追求，热机设计人员采用了提高工作转速和增加级数的方法，级数的变化使转子的跨距变长，临界转速降低，而转速的提高又造成工作转速与临界转速比变大，这就造成了轴系统的稳定性下降。由于转子的弯曲是通流部分的径向间隙被改变了，一侧的间隙变小，另一侧的间隙扩大，变小一端的热效率增加，变大一方的热效率减小，就会造成切向力作用在轴颈上，使轴颈沿转动方向做正向的涡动。
四、汽轮机运行中振动问题的防止措施
4.1 设置智能化监测装置
设计并安装智能化监测装置是汽轮机发生振动异常的有效措施。对正常监测困难点安装各种传感器设施，监测振动情况，及时报告工作异常点。同时，有序地安排技术人员，及时处理发出报警部位机组，杜绝扩大损坏，以免造成事故。
4.2 激振现象的解决措施
在汽轮机工作过程中，通常会受到不稳定气流的冲击，从而使得汽轮机叶片工作产生激振问题。针对于末级较长的汽轮机组而言，造成气流激振的原因大体上包括叶片末端开始膨胀，使得气流运行混乱。所以，受到大额度的低频分量、振动幅度的统一负荷制约，是造成汽轮机汽流激振的重要因素。对于汽轮机振动故障的这一特征而言，要切实对设备每一时间段的激振故障进行考察，详细分析设备激振故障原因，依据汽轮机装载负荷的频率信息，将相关数据曲线图规划出来，对汽轮机激振曲线变化模式做好详细的记录。对此，工程人员可以有效掌控汽轮机负荷变化速率，将它的汽量调控在规定范围内，全面考察曲线升降情况，对此，在防止汽流激振的基础上，采取降低负荷速率的模式来修理汽轮机振动故障。
4.3 机组运行中产生振动的解决措施
（1）如果汽轮机在正常运行中出现振动加剧的情况，应对汽轮机内部发出的声音进行仔细倾听，采取相应的措施予以解决；
（2）如果汽轮机在启动升速或是带负荷运转的过程中出现剧烈震动，并且能够清楚地听到通流或轴封位置有摩擦声时，必须立即进行停机检查。
（3）如果汽轮机在正常运行过程中出现异响或是非正常振动，应当先采取降低负荷的方法看能否完全消除振动和异响，若是能够消除则表明机组本身无异常。要是振动过于强烈并伴随有金属摩擦声，必须采取破坏真空紧急停机。
4.4断叶片的影响及处理
（1）严格在汽轮机规定的频率范围内运行，避免偏高或偏低，防止某级叶片进入共振区。
（2）蒸汽参数和调节级压力、各段抽汽压力、真空等超过制造厂规定的极限时，应限制机组出力。
（3）机组大修中，应对通流部分损伤情况进行全面细致的检查。
（4）严防检修后蒸汽管道、阀门、汽缸内遗落各种尖硬物件。机组不宜长时间在较低或空负荷下运行，防止低压末级叶片产生水蚀、颤振。
结束语
综上所述，汽轮机振动是不能避免的问题，相关人员只能通过各种相应的措施将振动值控制在一定的范围内。尽可能避免振动情况的不断增大。另外，机组运行人员应严格遵守操作规程，并对机组进行严密的监视，及时发现问题。应做好检修工作，尽量避免在检修过程中发生其他失误情况，以此来确保检修质量，从而保证汽轮机安全稳定的运行下去。
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论文作者:吴金海
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/6
标签：汽轮机论文; 机组论文; 转子论文; 轴承论文; 故障论文; 负荷论文; 转速论文; 《电力设备》2017年第18期论文;