（四川广安发电有限责任公司 四川广安 638500）
摘要：在汽轮机组安装时，振动是较为常见的问题，在频繁的振动下必然会对汽轮机的正常运行带来影响。因此需要重视汽轮机组振动问题，积极采取有效的措施加以预防和解决，提高汽轮机组运行的效率，使其有效的发挥其实际效能。
关键词：汽轮机；振动；预防
1汽轮机工作原理及特点
在汽轮机运行过程中，需要借助于蒸汽设备来挤压蒸汽，并通过轮换的作用来进行转换，通过在汽轮机组内进行热交换，以此来将蒸汽能转化为机械能，提供了机械设备生产使用。由于汽轮机带离心压缩机，因此通过打开闸门检测机组运行状态，并获取到汽轮机带离心压缩机的实际运行参数，这在汽轮机组调节过程中具有非常重要的作用，有利于提高机组整体运行效率，保证汽轮机稳定的运行。在实际汽轮机应用过程中需要重视其配套设备。由于汽轮机主要构成组件为轮转部位和联动区域，在使用过程中汽轮机需要处于较高的温度下，这也使汽轮机具有较高的精密度，并需要与加热器设备结合，以此来构成较为稳定的结构部件。在实际应用中汽轮机优势十分明显，对于整体设备功耗和转化单位面积热能的提升都具有极为重要的意义。
2汽轮机运行中的振动分析
2.1设计制造安装不合格
汽轮机属于较为精密的机械，在设计、制造过程中对于精度有较高的要求。一旦安装过程中操作不规范，或是装配工艺质量不合格，汽轮机运行过程中转子无法保持平衡的运行状态，运行时间一长，必然会导致这种状况加剧，由此而引发振动故障。
2.2机组运行中中心不正引起振动
（1）汽轮机启动时暖机时间不够，会造成汽轮机升速或加负荷过快，从而导致汽缸不均匀受热膨胀，或滑销系统产生卡涩现象，都会使汽缸对转子产生相对歪斜，同时机组也会产生不正常的位移，引起振动。（2）机组运行中出现真空下降，会导致排汽温度骤升，使后轴承上抬，易破坏机组的中心，从而引起振动。（3）靠背轮安装不正确，使中心不正，引起振动，且与机组的负荷成正比关系。（4）机组运行时，进汽温度超过设计规范，会增加机组胀差和汽缸变形（如高压轴封向上抬起等），从而导致机组中心超出可移动范围，引起机组振动。（5）在特定情况下，转子与汽缸不同心，会产生间隙振荡。
2.3 油膜失稳引起振动
半速涡动以及油膜振动会导致振动问题，当转子转速小于两倍第一临界转速时会发生半速涡动，且这种振动会维持至最高转速。当转子转速发生改变时，涡动频率也会发生改变，帮助工作人员识别半速涡动。
2.4气流振动引起振动
机组设计人员为了提高工作效率，通过改变级数增大跨距，降低临界转速，增大了工作转速与临界转速之间的差距，以致轴系统稳定性下降。通流部分径向间隙导致转子弯曲，两侧间隙大小不一，使得轴径承受更多的切向力，从而使得轴径进行正向涡动。叶轮流通部分的相互作用力会增大叶轮围带与壳体之间的间隙，以致叶轮带失稳，受磨损，而磨损导致增加的间隙会进一步增大流动切向力，导致更大程度的振动。
2.5因转子热变形导致振动异常
某火力发电厂一台型号N350-24.2/566/566的汽轮机在冷态启动时，在转子达到临界转速时，机组突然发生强烈振动，超过振动报警值125 μm。究其原因：汽缸内蒸汽温度急剧上升，汽缸金属温度升速快，使汽缸上下缸温差、内外壁温差增大，容易引起汽缸膨胀不均匀。汽缸的温度和转子温度不同步，汽缸膨胀受阻，将会引起轴承位置和标高发生变化，从而导致转子中心发生改变，引起动静部分摩擦，造成机组振动。转子受热增加，振幅波动相对扩大。
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3汽轮机的振动防止技术
3.1控制机组中心
机组中心具体以转子与汽缸或是静子的同心度、支撑转子各轴承的标高、轴承连接的同心度和平直度等内容为主。当转子与汽缸或是静子同心度存在过大偏差时，易出现振动故障及动静碰磨，一旦磨损部位在转轴位置，则会造成转子弯曲，导致振动加剧。同时当连接轴系不同心和不平直时，转子会出现预载荷，一旦其处于转动状态，则会产生激振力，引发机组振动。因此针对于机组中心问题，在实际汽轮机组安装作业时，不仅要严格按照图纸要求，同时还要在厂家指导下，与现场实际情况相结合，针对于具体的影响因素进行调整和处理。对于低压转子按照其设计要求来对其前后轴径的扬度进行调整，以基准的低压转子为基础来进行整条轴系的找正，然后再相对于转子来对相关静止部套、缸体等进行调整。联轴器则依据联轴器中心偏差的测量结果来进行调整。
3.2采用轴承振动保护系统
该轴承保护系统包括TSI采集卡和DEH采集卡，TSI采集卡和DEH采集卡信号连接，TSI采集卡的输入端连接有多个振动信号采集单元，振动信号采集单元固定在轴瓦外壁上，DEH采集卡的输出端依次连接故障信号处理模块、振动信号判断模块、振动信号运算模块和振动信号输出模块，故障信号处理模块接收DEH采集卡输出的第一信号并输出第二信号，第二信号连接在振动信号判断模块的输入端，振动信号判断模块输出第三信号，并输入至所述振动信号运算模块中，振动信号运算模块输出第四信号，并输入至所述振动信号输出模块中，振动信号输出模块输出第五信号，通过信号线缆发送至ETS系统中。
通过TSI系统和DEH系统单独对轴瓦振动信号进行采集，并且经过DEH系统中的故障信号处理模块、振动信号判断模块、振动信号运算模块和振动信号输出模块对信号进行判断处理，将故障信号加以切除，然后对报警信号和保护信号进行逻辑处理后输出，得到最终输出信号，确保机组在振动信号超过保护动作值时保护能正常动作。
3.3防止油膜失稳
设计人员在设计汽轮机时应适当提升轴系稳定性与系统阻尼，并做好相关工艺技术的检查与控制工作，以免影响轴系的稳定性，提高汽轮机的工作效率。日常汽轮机轴承维护工作可以有效防止油膜失稳问题，对此，设计人员应在遵循运行原则的基础上增大对比压与负载，降低轴承宽度。同时，还应在提高油温的基础上增大承载系数，降低润滑油粘度。但此种防止措施会降低油膜厚度，使汽轮机处于高温工作状态，从而导致油质老化问题，期间设计人员应充分注意。
3.4防止气流震荡
相较其他类型的振动问题，气流震荡出现频率较大。基于此，设计人员应利用反旋涡技术干扰流体的轴向运行，提高流体失稳界限的转速。同时，还可以增大轴承轴径的偏心率，以降低其振动幅度。除此之外，设计人员还可以改变轴承的几何形状，打乱轴向旋流，降低切向力强度，确保转子获得更高速度的稳定力，提高运行速度。
3.5其他预防措施
为避免振动，做好汽轮机的启动前工作尤为重要，启动前要对蒸汽系统、疏水系统、油系统等认真逐个检查，确保每个系统处于正常工作状态；工作人员还应熟悉汽轮机机组的工作原理、摩擦原理，提高技术检查的责任心，对设备定期检查、维护，加强业务知识的培训，增强分析解决问题的能力。
结语
综上所述，汽轮发电机组的故障率高，尤其是异常振动，如果发现不及时或处理不当，会造成汽轮机发生安全事故，一旦发生故障就会造成极大的经济损失。为了提升汽轮机发电机组的可靠性，降低故障发生率，需要对汽轮机振动的原因进行分析，探讨影响汽轮机振动的具体因素，采取有效的改善措施，以提升汽轮机运行的可靠性，延长汽轮机使用寿命。
参考文献：
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[3]廖申丁.火力发电厂汽轮机轴承振动大的原因分析及处理措施[J].机电信息,2019(35):83-84.
论文作者:沈悦
论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/13
标签：汽轮机论文; 机组论文; 转子论文; 信号论文; 汽缸论文; 汽轮论文; 转速论文; 《电力设备》2019年第23期论文;