摘要：汽轮机组作为发电厂的核心动机，其安全运行仍在我国电力生产中意义重大，因此针对汽轮机组的故障诊断的技术还应进一步进行研究，不断掌握更为先进可靠的诊断技术和方法，保证汽轮机组安全运行相关电力生产企业应当加强汽轮机安全使用的重视度，并充分认识到积极处理汽轮机振动故障对机械正常运行及安全使用的重要性，全面掌握汽轮机的机械原理、维护知识以及了解汽轮机常见故障的处理措施等相关内容，为进一步诊断技术的改进和创新提供有力基础，有效提高企业的社会效益及经济效益。基于此本文分析了汽轮机振动分析与诊断技术。
关键词：汽轮机；振动；诊断技术
在生产企业中，汽轮机组是其中的重要组成部分。因此，它的运行效率和维护情况将直接影响生产企业的运营情况和生产效率。若汽轮机设备在运行过程中出现异常现象却没有进行及时有效的检修与维护，则会对生产企业的运营和生产造成严重浪费和损失，甚至造成机器故障和人员安全事故。目前，汽轮机仍是我国发电的重要手段。因此，对于发电厂来说，它的主要维护任务是确保汽轮机组的正常运行，提高汽轮机运行效率，并逐步提升和改进汽轮机的运行维护技术。同时，要不断交流和总结其故障维护经验，加大汽轮机维护人才的专业素养和技能培养等，从而为汽轮机故障维护奠定坚实基础，不断增强汽轮机的运行稳定性和可靠性，以提升我国发电部门的发电效率。
1、关于汽轮机概述与其组成部件
汽轮机，也叫蒸汽透平，是一种应用广泛的能量转换设备。能够利用蒸汽推动叶轮转动，从而将蒸汽热能转换为驱动性的机械动能。汽轮机特殊的能量转换功能使得其在工业生产以及日常生活中得到广泛的使用，一般主要在电厂的发电机组中使用，也可以作为驱动装置在各种压缩机、风机以及螺旋桨设备中使用，另外可以利用运行过程中的抽汽排汽功能进行生产或者生活供热。汽轮机的内部结构比较复杂，但是整体结构比较简单，按照各个零部件是否运动基本可以分为静止和转动两部分。其中静止部分一般统称为“静子”，主要包括汽轮机的汽缸、轴承、叶栅、汽封以及主要是进气部分等。其他在运行过程中转动的设备就是汽轮机的“转子”，主要有汽轮主轴、叶轮叶片以及联轴器部件组成。
2、汽轮机常见异常振动分析与排除
2.1、转子质量的不平衡导致机组异常振动的特征、原因及排除转
当转子质量平衡性被打破的时候，转子振幅和不平衡质量之间存在着正相关关系，同时振动幅度与转子的转动幅度保持一致，波形为正波形，振动频率和相位与机器的负载不存在任何关系。因为转子在质量上失去了平衡性，所以振动频率在整个机组振动中约为69%。类似于这类现象，只要解决转子平衡性问题就能得到有效控制。
2.2、转子热变形导致机组异常振动的特征、原因及排除
由于过度受热而出现的变形的振动特点是在振动幅度超过正常幅度一倍一倍的情况下，转子温度与机组蒸汽参数肯定也发生了变化，通常情况下会发生在设备冷态运行进行入稳步运行的过程中，这种情况下转子的温度持上升趋势，机组材料在内应力的影响下导致转子发生变形，释放出巨大的热量，与此同时也可能会出现相位的变化，因为转子出现了弯曲变形所以机组才会出现振动异常等问题。转子的弯曲也可以分为两种，一种是永久性一个是临时性，但其事故的机理是一样的，都和转子质量失衡相关，所以都会出现与质量失衡一样的旋转矢量激振力。导致轴承两端出现锥形活动，所以工频振动的幅度才会超过标准限值。
2.3、油膜自激振荡导致机组异常振动的特征、原因及排除
当发电机组轴承在告诉运转的情况下，很容易会出现油膜自激振荡的现象，导致机组设备出现动力稳定性缺乏的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆油膜在振荡的情况下，其主频率大概和发电机的一阶临界转速相同，而且不会随着转动速度的改变而发生改变，它的振动幅度不但完全和转动速度一样，同时还有高低频的划分。在机组设备发生油膜振荡的现象的时候，可以通过提高轴瓦比压力的方法来控制振动频率。
2.4、其他导致振动故障的原因
导致汽轮机组振动故障发生的原因还有很多，比如基础台板与基础接触不良、润滑油不足或油质低劣、轴承工作特性较差等。如果使用之前的诊断分析无法做出正确的判断，则需要使用专业的振动分析设备和软件进行检测，看看机组是否只存在这些原因，不能放任机组的故障。
3、汽轮机故障诊断技术
3.1、汽轮机故障之静态诊断
汽轮机的静态诊断，即在设备处于静止或者解体的状态下，利用多种技术方法来对汽轮机组的有关部件予以检查的过程，其目的是判断设备是否存在现实的或者潜在的故障，以便及时予以处理。目前针对汽轮机组的静态诊断的技术手段主要有无损探伤和参数测量两种。无损探伤主要是利用超声波、X射线以及磁粉等来检测汽轮机组内部各金属零部件内部或表面是否存在裂纹等缺陷，而参数测量主要是利用外部的各种精密仪器、工具如塞尺、内、外径千分尺、游标卡尺、平板、平尺等，来检测汽轮机组内各间隙、转子等的弯曲度、变形等情况，进而将获取的数据与历史数据进行对比分析，来判断和推测相关零部件的磨损情况，为后续的故障诊断工作提供依据。
3.2、汽轮机故障诊断之动态诊断
汽轮机组在线运行参数是反映汽轮机组当前运行正常与否的重要指标，动态诊断是通过各种技术手段及工具，来分析汽轮机组运行过程中的各种参数从而及时发现设备的潜在故障，相对于静态诊断来说，其更着眼于“防患于未然”，故而已经在实践中越来越受到人们的高度重视。在实际的诊断过程中，工作人员主要通过分析汽轮机组在线运行的气缸的金属温度值、汽轮机排气的压力值、轴承油膜压力值、轴承乌金温度等参数来进行故障判断，通过对这些数据是否异常的分析，从而判断设备是否存在潜在的故障，并分析故障产生的原因，例如工作人员可以依据汽轮机组在线运行数据，判断可能发生故障的零部件的位置，针对潜在的有可能引起故障的因素进行提前排除，保证汽轮机组正常运行。这种技术方法往往需要借助相关的历史数据或者静态诊断的问题来进行针对性的处理，从而做到防患于未然，比如汽轮机发电机组经常发生的轴系异常震动经常是由于发电机组因热态时轴系中心和冷态时有较大的差异而引起的，如果工作人员可以在机组冷态找中心时认识到这一差异，一般情况下就可以有效避免这一故障的发生。
综上所述，汽轮机的使用对电力系统的稳定运行具有至关重要的作用。因此，相关电力生产企业应当加强汽轮机安全使用的重视度，并充分认识到积极处理汽轮机振动故障对机械正常运行及安全使用的重要性。同时，在汽轮机振动故障诊断中，需做到及时发现故障问题以及详细分析故障因素，以尽早做出故障处理措施，进一步保障汽轮机的使用寿命。另外，相关部门还应当加强对工作人员的培训工作，从多个角度提高工作人员的工作素质及专业技能，以保障汽轮机的安全使用。总之，只有全面掌握汽轮机的机械原理、维护知识以及了解汽轮机常见故障的处理措施等相关内容，才能确保工作环境的安全和企业的正常运营，从而为进一步诊断技术的改进和创新提供有力基础，有效提高企业的社会效益及经济效益。
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论文作者:孙宇,蒋叶辉,姚春雷,曲雪莹
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
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