摘要：汽轮机作为重要的能量转换动力机械，在日常运行中故障最为明显的表现就是异常振动。造成汽轮机异常振动的原因种类繁多，对于故障分析需要极强的专业性，有效应对汽轮机的异常振动，做好故障原因分析与应对，能够确保汽轮机设备的正常运行。
关键词：汽轮机；异常振动；措施
1.汽轮机振动产生的主要原因
1.1运行中中心不正
(1)汽轮机启动时，如暖机时间不够，升速或加负荷太快。将引起汽缸受热膨胀不均匀，或者调节系统有卡涩，使汽缸不能自由膨胀，均会使汽缸对转子发生相对歪斜，机组产生不正常位移，造成振动。(2)机组大修后靠背轮安装不正确。中心没有找准确，因而运行时产生振动，此振动是随负荷的增加而增加。(3)机组在进汽温度超过设计规范的条件下运行，将使其胀差和汽缸变形增加。如轴封向上抬起等，会造成机组轴向位移超过允许限度，引起振动。(4)间隙振荡。当转子因某种原因与汽缸不同心时，可能产生间隙振荡，也称为汽隙振荡。
1.2转子质量不平衡
机组运行中叶片的脱落与磨损、腐蚀等现象使得转子的质量不均匀，这种不均匀会使得转子受到离心力的冲击发生振动;转子发生弯曲也会引起振动，主要是由于转子弯曲后引起了汽轮机内部组件的摩擦，该种振动与转子质量不均匀受到离心力冲击之后所引起的振动相类似，但是也有不同，这种振动最典型的表现是轴向振动，当转子的转动速度超出了临界的转速时，转子的轴向振动效果更为明显;汽轮机转子油膜不稳定或者是受到其他外力作用遭到破坏等，也会引起振动，主要是油膜在遭到破坏以后，使得轴瓦乌金烧毁形成轴颈的弯曲;汽轮机内部各组件之间发生摩擦会引起振动，主要是动叶片与静叶片之间的摩擦、通流部分间隙与安装的处理不当等的摩擦引起的振动;水冲击也会引起振动，这种冲击会造成转子轴向推力与扭力之间的不平衡，产生剧烈振动。
1.3 汽轮机高低压转子、发电机转子连接部位机械部分故障：
（1）联动部分轴系不对中，中心线不重合，定心不正确。这种故障产生的原因主要是安装过程中，对中不良、安装不当造成的。还有一种情况，就是有的联动部分中心线在冷态时是重合一致的，但运行一段时间后由于转子支点，基础等变形，中心线又被破坏，因而产生振动。
（2）与汽轮机相联的对轮问题。这种故障主要表现为对轮安装不到位，对轮润滑不良，联轴器歪斜、错位、间隙过大或磨损严重，以及联轴器如螺栓，挡风板等附属部件脱落都会造成汽轮机的振动。
（3）汽轮机轴瓦本身结构的缺陷和安装的问题。这种故障主要表现为轴颈椭圆，转轴弯曲，轴与轴瓦间间隙过大或过小，轴承座、基础板、地基的某部分乃至整个汽轮机安装基础的刚度不够。轴承座与基础板之间松动等。而轴与轴瓦间间隙过大或过小不仅可以造成振动还可使轴瓦的润滑和温度产生异常。
2.汽轮机振动产生的危害
2.1轴封磨损
轴封的磨损将造成其密封的破坏，导致外漏气的增大，蒸汽在进入轴系以后，润滑油中由于混入了大量的水分，从而破坏了油膜，轴瓦乌金熔化，进而造成漏气损失。当隔板汽封受到震动影响而出现磨损时，将会使得级间漏气程度加深，转子上的轴向力加大，进而引起推力瓦乌金的熔化现象，机组的整体运行受到影响。
2.2滑销系统磨损
脱销系统作为整体机组的重要组成部分，对于固定汽轮机气缸与轴承外壳具有重要的作用，另一方面，如果汽轮机在运行中发现受热或者冷却现象，脱销系统可以进行调整使得机组膨胀或者收缩。当汽轮机振动异常时，会造成脱硝系统的磨损，如果磨损严重将会造成机组的热膨胀，长此以往会引发严重的安全事故，造成巨大的损失。
2.3发电机励磁机部件松动、损坏
汽轮机的异常振动还会造成发电机部件的松动与损坏，造成设备整体的运行受到影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆汽轮机的异常振动威胁着机组的安全高效运行，但汽轮机的振动是一个复杂与极具专业性的问题，这也就造成了必须对于汽轮机的振动情况引起重视，实时监测，及时发现振动异常现象，并加以分析及解决。
3.应对措施
3.1提高故障预警、分析能力
由于汽轮机的异常振动是较为常见的现象，而异常振动又是故障预警的标志，异常振动说明了机组存在问题，安装的不合理等都可能造成异常振动。因此，为防止汽轮机的异常振动现象，可以通过对新安装与检修的设备进行试运行，测试各种轴承振动等的标准，在测试通过以后再进行使用。如果振动测试不通过，则需要进行故障分析与查找，采取相应的措施来进行故障应对，将振动调整至合理范围，之后再进行设备的投入与使用[1]。如通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。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来避免汽流激振的产生。
3.2完善监视、监督机制
汽轮机机组中，可以安装轴承振动测试装置与大轴振动测试装置，这些装置的安装可以便于对机组的振动情况进行监测，一旦出现异常振动，相应监视装置就会发出预警，提醒设备检测人员发现设备故障，技术人员及时进行检修，可以减少机组运行中的安全事故。对于汽轮机的振动监督要做到制度化、规范化，异常振动情况要及时检修和处理，防止异常振动的加强对机组造成破坏。运行人员在机组启动，运行时密切注意汽轮机本体疏水，轴封、缸胀值变化情况，确保汽轮机运行时各项参数合格。
3.3优化机组保护
汽轮机运行过程中，安装相应的振动监视装置和保护系统，并建立信号报警与控制系统，构成了保护汽轮机安全高效运行的基础设备。另外，机组应该安装振动保护的相关设施，当汽轮机的振动超过了既定的安全范围时，就会发出脉冲信号驱动该装置保护机组电路，自动关闭主汽门，并发出报警信号通知相关技术人员，可以实现对机组的有效保护。但是，近年来随着机组容量的增大，导致对于汽轮机的监视与保护装置提出了更高的要求，需要这些装置具有更高的安全性与可靠性，来进行汽轮机振动的监视与保护[2]。
3.4 神经网络的汽轮机振动诊断系统
对于振动的解决措施无非进行保养、设备更换、参数调整这三种措施，防止汽轮机振动应首先建立一种汽轮机振动诊断检测系统，及时发现问题原因，进行问题的解决。神经网络的汽轮机振动诊断系统是近年来最新的研究成果，是一种计算机信息处理系统，对人脑神经系统的数学模拟，模仿人类的信息处理方式。这一系统是根据汽轮机振动信号分析原理方法和故障特征提取方法，通过神经网络和Matlab软件的信号处理相结合以及GUI界面编程构建汽轮机振动故障的识别系统。这一系统主要是收集汽轮机的振动信号，并进行一系列的数据处理，最终给出振动类别的判断。这一系统具有相当程度的准确性、方便性、快速性。通过这一系统，我们可以快速地判断汽轮机振动原因，在造成较大事故之前，就能及时发现其故障趋势，及时进行调整与维修。
结论：
简而言之，汽轮机组的异常振动不仅危害机组，甚至会影响整个电力及供汽系统，造成无法生产停车。因此，要用科学合理的方法避免或减小异常振动。在接收机组之前，应该进行严格的测试机组振动情况。生产运行过程中，对振动检测要做到制度化、经常化，严格监控和控制机组的异常振动，对机组振动的原因要进行科学分析，这样就达到我们这次探究的目的使得汽轮机的安全使用给我们带来更大的利处。
参考文献：
[1]张玉驹．汽轮机运行振动的危害原因分析及处理方法[J].盐科学与化工，2018，47(05):45-47．
[2]蔡强，黎瑜春．汽轮机间歇性突发振动原因分析及处理[J].现代机械，2017(5):98-100．
[3]朱皓凯．汽轮机振动故障的原因分析与处理[J].中国高新区，2017(19):124-125．
论文作者:王征军
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第7期
论文发表时间:2019/8/27
标签：汽轮机论文; 机组论文; 转子论文; 异常论文; 故障论文; 系统论文; 磨损论文; 《当代电力文化》2019年第7期论文;