摘要：在自然界中，机械振动这种物理现象是普遍存在的，其振动原因有很多。振动原因分析是一项综合性较强的技术，对于机械振动故障问题的解决具有重要作用。本文首先对汽轮机振动的常见原因进行分析，然后提出一些能够对汽轮机振动进行诊断和处理的相应措施。
关键词：汽轮机震动；原因；处理措施
1火力发电厂汽轮机的工作原理和特点
在火力发电厂的汽轮机主要是利用蒸汽提供足够的热能来使旋转机械工作的机器，因此汽轮机是通过热能转化为机械能来进行工作的。就我国目前情况来看，汽轮机是火力发电厂的三大主要设备之一，它的特点主要可以总结为四点：热能效率好，其中凝气式汽轮机组及供热机组因其高达百分之四十和百分之八十的热能效率而被各大火力发电厂广泛使用；单机运行功率大，汽轮机的机械性质是回旋机械，这种回旋机械结构简单，不仅可以降低使用维修保养的成本还可以延长使用时间。这决定了它可以不与其他机械协同配合，单独连续工作；设备利用率较高，汽轮机机组运行状态比较平稳，发生事故的频率较低、次数较少，因此因此利用率高；使用寿命较长，发生事故较少决定了其使用寿命也相对较长，对原料要求低，可以使用廉价材料，热经济性高。汽轮机的工作原理主要是基于热能转换为机械能的原理，这其中主要有两个原理，分别是冲动作用原理和反动作用原理。冲动作用原理是高速蒸汽从喷嘴流出之后通过汽轮机内部动叶汽道的时候，因为其流动方向发生变化而对叶片产生了强大的冲动力的同时，推动了叶轮的转动，并在此过程中作出机械功。反动作用原理则是汽轮机中的蒸汽流至动叶片之后发生汽道内膨胀，蒸汽的运动会不断的加速致使汽流坐出的反动力作用在动叶上，使叶轮转动并形成机械功。冲动作用原理的特点是汽流在动叶汽道只是发生方向的改变并没有内膨胀加速，而反作用原理的特点是汽流在动叶汽道内部件不仅会出现方向的改变，同时还会发生膨胀加速。二者各有特点，区别在于是否发生膨胀加速。
2汽轮机振动原因
2.1转子质量不平衡
在汽轮机运行中，其转子具有较高的旋转速度，如果旋转中心没有和转子质心重合，那么转子的不平衡就会让离心力产生，就会让轴承激烈振动，进而导致汽轮机振动。产生这种现象的主要原因为热不平衡、转子弯曲、转子结垢或是部件脱落松动。以热弯曲为例，其主要特征是随着使用时间的延长，基频振动会产生变化，工频振幅值会加大，相位会产生变化，而在变化趋势减缓之后，其状态会趋于稳定，热弯曲产生的主要原因是生产制造时使用材料的热应力，同时，气缸进水、动静部位摩擦等运行也会让其产生热弯曲。
2.2气流激振引起的汽轮机振动
在火电厂运行过程中，气流激振也是导致汽轮机出现异常振动的重要原因。气流激振所引发的汽轮机振动具有以下表现。一是气流激振低频分量的值会出现异常的增大；二是在运行参数的影响下，汽轮机相关部分的振幅以及负荷也会出现增大，进而导致汽轮机发生损伤。技术人员在进行气流激振引发的汽轮机振动故障处理中，可以对适当调整不同负荷条件下汽轮机高压进气门的特性，从而尽可能地消除气流激振。在日常的汽轮机运行过程中，要对汽轮机负荷汽压的变化进行控制，降低负荷气压的变化，避免气流激振的出现，降低汽轮机振动故障出现的几率。
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2.3油膜振荡造成汽轮机振动出现异常
如若汽轮发电机的转子在油膜上飞速旋转，势必极易丢失其稳定性，且在旋转过程中与轴线、平衡点涡动都有着密切的关联，造成油膜的振荡问题。在涡动频率上轴线就是在转子转速的一半左右，因此也称之为是半速涡动。一旦转速出现了重合问题，那么半速涡动效用就会被不断放大，产生更为激烈的振动问题。
3火力发电厂汽轮机振动异常故障的解决对策
3.1解决质量不平衡问题
对于转子质量不平衡现象，应该从以下几方面解决问题:（1）企业应加强企业人员的专业素养，在设计、制造、以及安装时，能准确的进行工作，减小质量问题的发生。（2）严格监管材料，杜绝材料不均匀状态。（3）在汽轮机组正常运行时，运行人员应加强对转子的平衡进行有效控制，加强监视，减低转子不平衡问题，降低汽轮机在运行时因大幅震动发生故障的几率。
3.2油膜振荡故障的解决对策
汽轮机在实际运行过程中极易出现油膜振荡故障，技术人员必须及时采取有效措施加以解决。面对油膜振荡故障问题，其解决对策较多，如:可以增高轴瓦比压予以解决，可以减少轴瓦顶部间隙或者增大轴瓦轴合金宽度予以解决，可以缩小轴颈与轴瓦之间的接触角予以解决。但需要注意的是，接触角不得过小，必须控制在300～400。可以将润滑油的动力黏连度减少，可以调整转子的原有不平衡位置到平衡状态上。
3.3汽流激振，加强防范
汽流激振也是汽轮机振动的表现之一，一般呈现出两大特征：①低频分量较多；②运行参数极大地影响到振动，而且可能出现骤然振动，其成因在于叶片遇到不均衡气流的冲击，从而导致汽流激振，如果是大规模机组，因为末级较长，叶片末尾处的气流则可能陷入紊乱状态，从而导致汽流激振问题。汽流激振的预防、控制与防范需要一个复杂的过程，首先应该分析其故障特点，而且要长时间记录下各个机组振动的相关数据、信息，特别是当机组处于满负荷时，要特别记录好数据、信息，并对应绘制出曲线图，根据曲线的形状、趋势等来对应调整升降负荷，逐渐提高负荷，而且也要结合曲线图的具体变化凭借调整汽轮机各个负荷状态下的高压调速汽门来控制气流激振，其振动排查与控制原理体现为：分析得出机组的汽流激振状态，通过控制负荷变化率，回避汽流激振负荷对应控制激振。
4如何做好火力发电厂汽轮机优化
就现在火力发电厂汽轮机的现状来看，最关键的问题就是缺乏核心技术。为了响应国家对于环境保护以及能源节约的号召，许多企业开始把能源节约作为企业生产发展的原则之一，在此基础上要加强对于汽轮机的科技研发，将节能减排作为汽轮机的主要要求。企业之间可以加强交流。目前很多新型的设备都是国外设计、研发、生产出来的，我国可以借鉴学习，相关的技术研发机构可以出国学习国外的先进的科学技术，提高核心设计和研发能力。此外，要加强对于汽轮机的检修和维护。相关的工作人员一定要有专业的知识和熟练的技术以及解决问题的能力，能在工作的过程当中细心、耐心的检查并且解决发现的问题。以上所提到的问题在工作过程中及时发现并得到合适的处理，都可以避免，这样不但可以使汽轮机安全运行，还可以延长设备的使用寿命。要建立完善的监督管理办法，制定合理的检修维护方案，对操作人员和维修人员进行系统专业的培训，有效解决设备故障，降低设备故障率，提高工作效率。在设备更新、维修，人员的培训方面加大资金投入，光有技术是不够的，要加强人才的培养，必要时引进新的设备代替旧设备以有效提高生产效率。
结束语
汽轮机安装的振动问题是一项常见的问题，频繁的振动则可能对汽轮机带来不良影响，出现汽轮机局部受损，无法正常运行等问题，必须积极重视汽轮机振动问题，分析其成因，并对应采取解决对策，减少汽轮机安装中的振动问题，提高其运行效率，从而确保其功能的有效发挥。
参考文献
[1]范红艳.浅谈引起汽轮机普通强迫振动的原因[J].黑龙江科技信息，2012（6）：34~36.
[2]耿德壮.汽轮机振动故障根本原因分析[J].科技经济导刊,2017（23）.
论文作者:李俊涛
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/21
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