摘要：汽轮机是火电厂的重要组成部分，在整个发电系统起到关键作用,其在运行的过程中有时会出现异常振动现象，这影响了火电厂生产系统的正常运行，而且影响了发电系统的正常工作，必须采取有效的故障排查技术对其进行处理。 本文对火电厂汽轮机异常振动的检测方法进行了介绍，还对汽轮机异常振动的故障排除技术进行了探讨，希望可以及时解决汽轮机出现的故障问题，从而保证火电厂更加稳定的运行。
关键词：火电厂；汽轮机；异常振动；故障排查；技术
在我国众多的发电厂当中所采取的主要形式就是汽轮机发电，汽轮机的运行状态对发电机而言有着非常重要的影响，所以如果电机组在运行的过程中出现了比较严重的故障， 发电就会受到阻碍，在这样的情况下就会给人们的生产和生活造成很大的障碍，另外电力作为我国经济发展过程中的一个非常重要的因素，所以如果出现了故障，就会使得我国的经济发展水平受到极大的影响。所以必须要对此予以高度的重视。以便能推进我国经济的发展。
1、火电厂汽轮机辅机维修保养的重要性
当前我国的电力系统随着时代的发展也在不断完善，蒸汽轮机进行状态对整个发电环节都是不容忽视的，如果发电机组可以保证正常的运行，就可以很好的保证发电的连续性，同时也给人们正常的生产和生活带来诸多的便利，此外电力企业的健康发展对于我国经济发展水平的提升有着十分积极的意义。 当前在发电厂维护部门当中，最为重要的一项工作就是采取有效的措施提高汽轮机组运行的安全性和可靠性，此外还要在这一过程中加强对机组的维护，定期对机组进行养护处理，同时在实际的工作中还要加强对人才的培养，在这一过程中不断的积累维修和养护的经验。 另外，对其进行定期的养护能够有效避免多种辅机故障的发生，设备在运行的过程中也可以保持在一个较好的状态当中，故障率在明显下降之后就可以有效的降低维修过程中所花费的费用，所以这项工作在火电厂发电的过程中一直都起到了非常重要的作用。
2、火电厂汽轮机常见的异常振动故障
2.1油膜振荡
汽轮机的油膜振荡经常胡现在发电机组的启动升速过程中,此时汽轮机的油膜振荡是由于发电机转子在轴承油膜上高速旋转时,受到较大的载荷作用破坏其初始稳定性所造成的。当发电机转子在轴承油膜上稳定运行时,转轴是围绕轴线旋转的,一旦稳定性受到影响,轴颈旋转的线速度会相应增大,转子和轴承之间产生的摩擦损耗也会相应增加,此时轴系 的临界转速将会降低,油膜的压力持续升高,从而引发汽轮机的油膜振荡,并且直接影响到汽轮机组的工作稳定性。当汽轮机产生油膜振荡时,振动随着转速的升高,振幅不会减小,当轴颈的转速持续增加时,半速涡动的振动频率也会随之增 加,当振动频率增加大转子的第一临界转速的两倍时,涡动被共振放大,增幅也相应增大,从而导致转轴产生强烈的跳动。如果汽轮机发生油膜振荡的现象比较严重时,机组主轴的外露部分都会受到影响,而产生振荡。
2.2汽流激振
汽轮机组产生汽流激振的主要部位是高中压转子,产生的原因是由于蒸汽在汽轮机内流通膨胀时,除了会对高中压转子产生一个切向力的转矩外,还会产生由于高压端向低压端的轴向力,这样一来,高中压转子的叶片就会受到不平衡的汽 流冲击,导致汽轮机转子产生汽流激振的故障。
2.3转子热弯曲
汽轮机组的转动部分统称为转子,它是汽轮机进行能量转换过程中主要部件之一。转子产生热弯曲变形产生的异常振动通常与转子的工作温度以及蒸汽参数有关。目前汽轮机转子的热弯曲故障大都发生在汽轮机组冷态起机定速后的带负荷运行阶段,此时转子不仅需要在高温工质中工作,并且由于高速旋转,叶片、叶轮以及主轴承受着由离心力所产生的巨大 应力 ,因此极易产生弯曲形变。当转子发生热弯曲时如果不及时更换机件,还会引发摩擦振动等其它安全隐患。
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2.4 摩擦振动
汽轮机的摩擦振动通常是由于转动部分的叶栅、叶轮、主轴和联轴器等部件在长期运行的过程中,由于 受到作用力以及在高温条件下发生热弯曲破坏了初始的平衡状态,从而产生异常振动,但此时汽轮机的振动信号的主频任然是工频。但是由于转子受到冲击以及其它非线性因素的影响,经常会出现一些分频、倍频以及高频分量,有时甚至还会产生波形的削顶现象。当汽轮机转子发生摩擦振动时,振动的频率和幅值同样具 有波动的特性,如果摩擦振动的持续时间较长还会引发涡动现象。
3、故障解决措施
3.1油膜振荡解决方法
在机组出现油膜震荡时，可采用以下解决措施 ：①增加轴瓦比压；②减小轴瓦顶部间隙或增大上轴瓦轴承合金的宽度；③减小轴颈与轴瓦的接触角，通常可减小5°～10°；④降低润滑油动力粘度。例如提高油温或选用粘度较小的润滑油等；⑤用平衡的方法将转子原有不平衡分量降至很小。
3.2汽流激振解决方法
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。
3.3转子热弯曲解决方法
平时要定时检查，定时维护机器，针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动，没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。
3.4摩擦振动解决方法
平时定时对汽轮机组进行维护，并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。
4、对汽轮机异常振动故障进行排查的建议
振动的频率是 1X、2X、1/2X 等，振动的相位是否有变化及相邻相位的关系。例如汽轮机转子质量不平衡会有下列现象：升速时振动与转速的二次方成正比，转速高振动大，振动的频率主要是1X，振动的相位一般不变化及相邻相位出现相同或相反，且重复性好。与负荷的关系，其可能原因有：滑销系统不良；基础不均匀的沉降；在热膨胀时给汽缸施加了作用力。
结语：
火电厂汽轮机组是整个发电系统的重要设备,汽轮机的运行状态直接影响着电厂是否能够进行持续有效的电力输送,但是在实际使用过程中汽轮机的异常振动成为了火电厂不容忽视的故障问题，其有着较大的危害，会影响火电厂发电机组的正常运行，会影响供电的稳定性，还会周围居民的正常用电。汽轮机在运行时，由于长期在高压、高温、高速的条件下运转，其部件会出现受损问题，技术人员需要定期对汽轮机进行故障检修，在发现部件损坏问题后，要及时更换，这样才能保证汽轮机稳定的运行。在对汽轮机异常振动故障进行排除时，需要分析故障出现的原因，可以采用接触式检测法或者非接触式检测法，要找出故障点，还要选择适合的故障排查技术，这样才能促进火电厂安全、稳定的运行。
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论文作者:刘伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/28
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