摘要：如今，人们所使用的电力大部分来自火力发电。火电厂是我国非常重要的供电厂。随着科学技术的不断提升和人民对电力需求的逐渐增加，火电厂也投入了大量的资金用于研发和购买先进的机械设备，其中汽轮机就是非常重要的一部分。汽轮机的正常使用关乎发电厂的正常生产和运营。由于汽轮机的使用需求环境较为特殊，需加强对其的日常管理和维护，下面将分析汽轮机运行异常振动的原因和解决办法。
关键词：火电厂；汽轮机；运行异常振动；原因及解决办法
1 汽轮机振动监测技术的概述
火电厂的设备比较多，不管哪一种设备出现故障之前都会有预兆的，正常情况是不会有机器设备没有预兆就出现故障的，故障之前的预兆大多表现为振动声和噪声，这些异常的声音表明设施设备在某个部位会存在有一定的故障。尤其是汽轮机不管是轴承还是那个部件出现损坏之前都会有不同寻常的声音，这就是非常明显的机器故障。汽轮机发生故障不是一个偶然的事件，是一个动态变化的过程，我们可以利用现代的监测技术进行监视，从而及时的发现汽轮机出现故障的位置，这样可以实现针对性的了解故障发生的原因和状况，从而提取有效的措施实现问题的解决。通过这种方式实现对汽轮机故障的监测是最原始的方法，我们在对汽轮机工作状态下进行监测时，学会观察目前的状态和正常运行时的状态的变化，这样系统中的薄弱环节也能及时的采取相应的措施，这种类型的检测技术，减少了机器故障发生的概率，也节省了定期维修的费用，机器设备的使用寿命以及使用的效率得到极大的提升，发电的可靠性也得到了保证，检修过程中存在的风险和投入的成本也大大的减少了。
2 火电厂汽轮机运行异常振动原因及解决措施
2.1 汽流激振现象与原因分析及解决措施
此种振动故障是由于转子系统自身的运动而引起的振动，与之相对的是强迫振动。主要包括由轴承油膜力导致的自激振动和由蒸汽力引起的气流激振。自激振动一般发生在机组启动升速过程中，当机组升速到某一转速时，轴承轴瓦的振动值会突然增大，此转速一般称之为失稳转速，主要包括半速涡动与油膜振荡。而引起自激振动的主要原因包括轴径扰动过大、转子热弯曲与转子永久弯曲、轴承座刚度过大等。
对于汽流激振来讲，有两个主要的特征：其一就是应该出现较大量值的低频分量，其二就是振动的增大受到运行参数的影响是比较明显的，比如说负荷，并且其增大应该呈现突发性。其主要的原因是因为叶片受到不均衡气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组来讲，由于其末级比较长，所以可能是汽体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也有可能造成汽流激振的现象；轴封也可能发生汽流激振现象。分析完汽轮机组汽流激振特征后，故障分析主要是通过长时间记录每次机组振动的数据，包括机组满负荷时的数据记录，做成相应的组曲线，制作曲线的目的是为了观察整体的变化趋势以及变化范围，通过改变升降负荷速率来观察整个曲线的变化情况。通过减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。
2.2 转子热弯曲故障原因及应对措施
转子热弯曲主要是指当转子受热后出现的弯曲，它将导致转子的平衡状态发生改变，所以又可称之为热不平衡，一般汽轮机出现转子热弯曲的主要原因：包括转子的材料不均匀，内应力过大；转子存在径向方向的不对称温度差；转子长时间与温度较低物体接触；存在动静摩擦等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种振动异常较容易检测，可以通过监测转子在转动时产生的离心力大小进行判断。此时，可以在转子的上方添加条状的物体充当平衡块，从而使转子重新平衡，达到消除振动的目的。另外，当转子的温度发生异常时，也会使转子的离心力发生变化，导致平衡状态被破坏，使得汽轮机振动异常。引起转子温度异常的原因很种，如汽轮机密封工作不到位，导致进入过多的水分；由于长时间运作，动态和静态摩擦产生过多热量；转子的中心孔渗入过多的润滑油等，都会使转子的温度升高，从而使转子发生形变不再运作。因此，为了杜绝上述情况的发生，工作人员需要定期的更换转子，把故障的可能性降到最低，维护火电厂的安全稳定生产。
2.3 摩擦振动的原因及应对措施
辨别摩擦振动主要有三个特征，一是发生摩擦的时候，会影响振动的波动特性，也就是幅值和相位，并且波动的持续时间也比较长。二是转子由于受热发生弯曲，产生不平衡力，对振动信号造成一些影响，不过主频还是没变。三是在进行降速快要接近临界状态时，其产生的振动要比提升速度大得多。摩擦振动很难消除，因为所有的设备仪器在工作时，都会产生摩擦，有摩擦就会形成摩擦力，这是无法根除的。在例行检查汽轮机时，针对内部的各个组件进行检查，观察部件之间是否存在摩擦，要是有，确定是动摩擦还是静摩擦，这些都要分析清楚。除了检查机组内部的部件，还要注意其在工作时，是否有摩擦声传出，声音在超过一定范围时，需要对其检修。振动的频率也要符合规定。如果有较大的异常噪声传出，那么相关的工作人员就要对其进行检核，有故障的局部部件也要进行更换，以免影响其他的零部件。
2.4 转子的中心孔进油的原因及应对措施
造成汽轮机转子中心孔进油通常有以下两种可能的原因：一是对转子中心孔做完探伤后没有及时清理干净残余的油；二是转子大轴端部的堵头没拧严实，当汽轮机运转起来后，由于中心孔内外存在压差而使得润滑油慢慢地渗入孔内。
中心孔进油引起汽轮机振动的机理主要有：一是当转轴旋转时，中心孔内的液体转速比转轴的转速低，这样孔内的液体便会产生一个频率低于转轴转速，但又接近于转速的次同步激振，工作转速和这个激振力进行矢量合成后产生差振动。二是中心孔内的液体的豁性剪切力使液体的所受的离心力有一个超前角，这样，离心力便分解出一个切向力，其方向一致于涡动方向。因涡动通常是次同步的，当转速高于转子地临界转速时，这个涡动力会造成次同步失稳。对于故障发生的机组需要针对零部件进行检查，将可能出现问题的零部件进行更换，同时做好相关的记录。另外，还需要对可能造成汽轮机故障的相关因素进行排查。最后，需要加强技术人员的专业素质培养，通过技术人员自身的经验能够准确判断出汽轮机发生的故障情况，从而高效的解决，提高设备维修的水平。
汽轮机的异常振动在汽轮机运行的过程中是不可避免的故障之一，也是比较常见的故障。为了能够保证汽轮机在工作过程中稳定运行，所以需要进行汽轮机的振动故障原因分析。在进行故障根本原因的分析与排查中，要根据故障特征来进行故障的分析与排除。本文主要是对汽轮机异常振动的根本原因进行简要的分析，希望读者对其有简单的了解。
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论文作者:孙广利
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/31
标签：汽轮机论文; 转子论文; 故障论文; 火电厂论文; 原因论文; 异常论文; 转速论文; 《电力设备》2017年第26期论文;