(福建华电可门发电有限公司 福建 350512)
摘要：在汽轮机工作时，要想查明其是否出现振动异常，就要对很多方面进行盘查，如进汽参数、油质的差异和油温等。这些细节检查起来也是非常复杂，检修人员必须要对各种故障的原因及其振动声音有清晰的了解，以此来辨别到底是出现了什么故障，然后针对故障出现的原因进行补救和抢修，这样的检修效率就会大大提高。本文笔者根据工作实践经验对火电厂汽轮机运行异常振动原因进行了分析探讨。
关键词：火电厂，汽轮机运行，异常振动，原因
一般火电厂里的设备在发生故障前都会有相应的信号提示，仪器设备要出现问题是有预警的。设备在正常工作中，由于各方面的原因，会使其由正常状态转向不正常状态，这个过程是动态的。所以需要及时的通过设备的振动声音来辨别其是否要发生故障或是已发生故障，在多次的工作后总结故障规律，对其进行有针对性的检修，这样才能更合理、高效的完成检修任务。分辨汽轮机出现的异常振动比较复杂，例如进汽参数、油质的差异、油温的控制等都会引起异常振动，要求检修人员清楚不同故障发出的不同振动声音，然后有针对性的进行处理，提高检修效率。检修中一般都是从振动频率、振动相位变化、振动稳定性、相邻轴承相位入手，以下简述汽轮机发生异常振动的几类原因，并具体分析有效的处理措施。
1 分析火电厂汽轮机出现异常振动的原因
1.1转子受热弯曲变形
在实践经验总结中得知，转子出现热弯曲变形的原因也有很多种，但是常见的就是自身热量过高，不能及时散热，从而产生应力变形，转子运行过程中汽缸会进入冷空气，进入水汽，导致发电机转子冷却存在着差异，这样转子就不可避免的发生热变形。当转子发生弯曲变形之后，汽轮机就会出现振动异常，出现这一问题，可能会临时产生危害，也可能是永久性产生危害，虽然直接后果不同，但是原因都是转子质量偏心造成的。
当转子出现弯曲，这种弯曲会导致轴向力不同，转子运行中出现不平衡问题，同时出现的离心相位也不同，如果二者作用力可以相互抵消，也就是作用力大小基本相同，那么转子的振动幅度会非常小，在专业术语中称之为凹谷相撞，这一情况和转子不平衡导致的动力特征存在着很大的不同。如果二者力不能相互抵消，力的大小差距很大时，就会出现严重的振动噪音，那么相关人员要及时进行检修，如出现永久性热弯曲则需更换新的转子。不平衡值比弯曲作用力的值大，振幅的减少量在临界转速之下。如果不平衡值比弯曲作用力的值小，振幅的减少量在临界转速之上。有此可见转子受热弯曲变形的危害非常大，而且故障特点明显，因此在机组运行中，需时刻控制调整运行参数，防止转子出现热弯曲情况的发生，保证火电厂的正常运行。
1.2汽流激振
很多大型汽轮机出现的振动，是由于汽流的激烈振动造成的，当出现汽流激振时会表现出以下几个特点，第一点，汽轮机组承担的负荷会超过一个特定的值，这样汽轮机轴发生剧烈的振动。第二点，在强烈的振动之下，产生的频率和高压下的转子频率一致。第三点，在高压转子段发生汽流激振问题，末级时间过长，气体在叶片末端出现紊乱，甚至会发生汽流激振问题，进而叶片受到不均匀气流的冲击出现汽流激振的问题。
1.3设备中的油膜发生震荡
汽轮发电机转子在高速运转时，就会失去之前的稳定性，因此在旋转时需要围绕轴线运行，还必须围绕平衡点涡动，这样油膜就会出现激震荡。除此之外，还会出现半速涡动情况，例如轴线涡动频率在转子转速一半时，如果半速涡动速度与转子临界速度相同，其就发生共振问题，导致整个设备出现严重的振动。
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1.4设备出现严重的摩擦振动
对于摩擦振动而言，主要有两个特点，第一点在转子热弯曲情况下，会有新的作用力，导致不同力之间的平衡被打破，但是其主频率还是工作频率，在非线性因素的影响之下，会导致频率的不同，甚至其波形会发生削顶问题，第二点，当出现这种摩擦振动后，其振动的幅度，以及相对位置会有一些波动，波动的时间也比较长。重摩擦出现的高温要比轻摩擦高很多，那么转子截面温度发生不均匀问题，当对其局部加热后，转子就会出现热弯曲问题，这种情况下就会发生严重的振动。
2 解决火电厂汽轮机异常振动的具体方法分析
2.1 解决转子热弯曲的措施分析
在进行设备装配时，一定要保证各个部件的正确衔接，使用钢丝找中心法可以对轴线进行校准，保证安装的正确性。进行基础安装时，一定要将预埋件设置在纵向中心线的前后，再对可调整螺丝进行安装，便于放置钢丝架子。再顺着纵向中心线的方向，找到适合悬挂钢丝的地方。做完这些再对各个中心点进行找正，在测量钢丝离洼窝中心两侧的距离时，要使用钢皮尺，这样比较精确。对准轴承座，仔细调节，使两侧的长度能够相同，人为可控的误差不能超过0.05mm。在进行复测时，要用到水平仪，它可以进行横向的找平。要把水平仪放到轴瓦洼窝结合面上，用斜垫铁对其在竖向高度上进行适当的调整，要满足现场的高低情况，还有轴承座的横向水平也要满足要求。在第三次找正修改时，要将整个汽轮机组排查一遍，需要找正的地方都更改过来。只有轴承安装好了，其工作才能有条不紊的进行，不然就会出现受力不均匀的情况，发生异常振动，这样不仅影响仪器设备的使用，还对火电厂的发电有影响。
2.2 汽轮机组汽流激振
汽流激振类振动有以下特点： a 、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。 b 、强烈振动的频率约等于或低于高压转子一阶临界转速。其主要原因是由于叶片受到不均衡的气体来流冲击从而发生汽流激振；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。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间 ( 一年以上 ) 记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线变化情况。 简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式避免汽流激振。
在汽轮机发生油膜振动时，当前流行的解决方法主要有以下五种。第一种，增加轴瓦比压，有效控制油膜发生的振动。第二种，缩小轴瓦顶部的间隙，将上轴瓦的轴承合金宽度增加，这样能有效减少振动频率。第三种，将轴瓦和轴颈之间的接触角度减少，当减少到一定范围后，其振动就会减少。第四种，在机组中添加合适的润滑油是非常有必要的，润滑油要选择动力粘度小的，这样使用起来对机组的正面效益最大，可以极大的促进机组的工作效率，还不会有负面影响。第五种，利用平衡力原理，把设备中存在的不平衡力降到最低，当其相互平衡后，就不会发生加大位移，进而出现振动的概率降低。
2.4 分析解决摩擦振动问题的措施
摩擦振动的特征： 一是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。 二是发生摩擦时，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。 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。
平时定时对汽轮机组进行维护，并对留意是否存在不和谐的机件摩擦声，确保及时发现问题并对相应机件进行维修或更换，避免因摩擦振动引起的机组运行故障。
3 结语
火电厂在工作时，难免发生故障，只要搞清楚故障的来龙去脉，就能做出具有针对性的应对方案。当然，在操作过程中，相关的检修人员需要具备专业的技术知识，对各种故障的特征非常了解，能够准确判断故障点也是非常重要的。当前社会经济发展迅速，人们也越来越离不开电，火电厂的工作也越来越重要，提高从业人员的个人能力，加强岗位责任意识，不仅为了保障火电厂工作顺利进行，也是保障人们日常生活的重要因素。
参考文献：
[1]卢旭东.火电厂汽轮机异常振动故障排查技术分析[J].科技创新导报，2012（12）.
[2]李刚.电厂汽轮机振动的原因分析及保护措施[J].硅谷，2008(18).
论文作者:陈骁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/20
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