摘要：对整个火电厂的安全运行而言，汽轮发电机组运行的可靠性和安全性起着举足轻重的作用。汽轮发电机组在正常运行中总是不可避免存在着振动，一般振动在规定范围内不会对设备产生破坏，但如果超过一定的临界值，会给设备造成极大的危害。本文分析了汽轮机运行振动的危害原因及处理方法。
关键词：汽轮机；振动危害；原因分析；处理方法
前言
振动现象在电厂汽轮机系统中普遍存在，在一定临界值范围内不可避免，也是允许的，过大的振动则说明机组存在着缺陷，在振动力的作用下，会造成机组各部件之间的连接松动，会削弱气缸、轴承座与基座等之间的连接刚度，而刚度的降低反过来会加剧机组的振动。振动加剧，又会使转动部件和静止部件摩擦或咬合从而导致机组汽封，中分面漏汽严重，轴瓦损坏而被迫停机。如图1。
图1火电厂汽轮机出厂图
1.汽轮机运行振动的原因
1.1汽流激振现象造成的振动
当大型汽轮机在运行过程中出现异常振动问题时，首先应当分析是否是由汽流激振造成的故障问题。由于大型汽轮机的末级较长，当汽轮机在运行时极易出现叶片膨胀造成汽流流道紊乱的情况，从而造成汽流激振现象。汽流激振现象具有两个较为明显的特征：第一，当汽轮机出现汽流激振现象会出现较大值的低频分量；第二，运行参数会突然增大影响汽轮机的振动情况。在判断汽轮机是否出现汽流激振现象时，需要通过大量汽轮机振动记录信息进行判断，通过对汽轮机长时间的振动数据进行分析，可以有效判断汽轮机的汽流激振现象。
1.2转子热变形造成的振动
汽轮机在运行过程中会出现转子热变形造成的异常振动情况，需要工作人员对转子热变形的成因进行分析，尽可能避免汽轮机的异常振动情况。造成汽轮机转子热变形的原因有很多，主要原因包括：汽轮机运行引发转子热度过热、汽轮机气缸出现进水情况、气缸中进入冷空气与气缸造成摩擦、汽轮机中心孔进油、汽轮机发电机转子冷却温度出现差异，以上原因均能造成汽轮机转子热变形情况的发生。当转子由于温度过热出现变形问题时，会直接造成汽轮机的异常振动，由于转子热变形情况可能是临时危害。
1.3摩擦造成的振动
汽轮机由于长时间运行，对各个零部件均会造成不同程度的摩擦损伤，当零部件的摩擦损害过于严重时，则会造成汽轮机的异常振动问题。汽轮机摩擦出现异常振动的特征如下：第一，转子热变形会对汽轮机造成不平衡力，使汽轮机的振动信号受到影响，会出现少量分频、倍频以及高频分量等现象；第二，当汽轮机发生摩擦时，汽轮机的振动会出现波动，波动的持续时间较长。而汽轮机摩擦过于严重时，汽轮机的振动幅度会大幅增加；第三，汽轮机在延缓运行过程中，下降速度超过临界点时，汽轮机的振动幅度会增大。当汽轮机停止转动后，汽轮机的测量轴会出现明显晃动。简而言之，汽轮机由于摩擦出现异常振动是由于摩擦致使汽轮机温度升高，局部温度过热造成转子热变形，产生不平衡力造成的异常振动。
2.汽轮机振动的危害
2.1降低机组的经济性
汽轮机的汽封间隙对汽轮机热经济性有相当大的影响。汽封间隙能否保持较小数值在很大程度上是由机组的振动状况决定的。过大振动会加大汽封间隙，降低机组热经济性。
2.2使机组动静部分及支撑部件产生损坏
发生强烈振动时，机组动静部分发生摩擦，会使端部轴封及隔板汽封产生磨损。当机组振动过大时，会使叶片、围带、叶轮等各转动部件应力增加，导致疲劳损坏。
2.3造成各连接部件松动
机组发生过大振动，使机组相连接的轴承、轴承座、主油泵、蜗杆、蜗轮、活动式联轴器、凝汽器及发电机冷却器的管道等发生共振，导致法兰连接螺栓振动，地脚螺栓断裂，易引发重大事故。
2.4直接或间接造成设备故障
当汽轮机发生过大振动时，会危急保安器或机组的其它保护仪表的正常工作，严重时引起这些部件的误动作，造成停机。如果发电机定子铁芯和端部线圈振动过大，会造成铁芯叠片间绝缘破坏和线圈绕组间绝缘损坏，造成铁芯过热损坏，使绕组之间或绕组对地短路。
3.汽轮机异常振动的措施
3.1排除汽轮机的汽流激振现象
在排除汽轮机汽流激振现象时，应当结合汽轮机汽流振动的特征，通过对汽流激振现象进行跟踪、分析，制定适宜的解决方法，从而排除汽轮机汽流激振现象。分析汽轮机汽流激振现象时，要分析汽轮机的振动数据，通过对大量数据进行分析，制作相应的振动曲线图，观察汽轮机在运行过程中的振动变化，确定汽轮机出现汽流激振现象的原因，采用针对性措施避免汽轮机发生汽流激振现象。当汽轮机出现汽流激振现象时，需要确定汽轮机在汽流激振情况下的运行状态，通过降低汽轮机的负荷变化，避开汽流激振的负荷范围，可以最大程度改变汽轮机汽流激振现象的发生，排除汽轮机汽流激振造成的异常振动问题。
3.2排除汽轮机的转子热变形问题
排除汽轮机转子热变形造成的异常振动问题时，应当根据转子热变形的成因制定解决方案，通过准确的排除方法避免转子热变形。当汽轮机在运行过程中处于冷态负荷阶段，转子的温度会逐渐提高，释放的内应力会造成转子出现热变形问题，增大汽轮机的振动倍频，造成汽轮机转子端部的线圈出现严重变形，从而出现汽轮机异常振动问题，影响汽轮机的正常工作。故此，根据汽轮机转子热变形的实际情况，应当加强汽轮机的滑移层工艺，将滑移材料置于转子表面，确保转子表面能够被聚四氯乙烯整体覆盖，从而尽可能确保汽轮机能够进行自由伸缩，避免线匝出现热膨胀问题。在解决汽轮机异常振动问题时，还可以根据转子热变形的情况，直接更换新的转子，降低汽轮机的振动幅度，从而解决汽轮机由于转子热变形造成的异常振动问题。
3.3排除汽轮机摩擦振动故障
在排除汽轮机摩擦振动故障时，应当正确认识汽轮机由于摩擦造成的振动情况，尽量减少由于摩擦造成的汽轮机异常振动。在汽轮机开机启动时，汽轮机如若出现摩擦造成的异常振动问题，不可以强行加快汽轮机的运行速度，如强行加速则极易造成汽轮机大轴出现永久性弯曲问题。当汽轮机在临界点出现转速过低时，应当立即停止汽轮机运行，等汽轮机转速运行正常时再启动运行。汽轮机的转速高于临界点时，则应控制转速的运行时间，通过延长汽轮机的转速运行，可以磨合汽轮机的间隙，提升汽轮机的运行速度。
3.4利用传感器进行有效的保护
保护汽轮机安全运行的主要设备是汽轮机振动监视和保护系统及由其所组成的信号报警系统和保护控制系统。机组需要安装振动保护装置，当振动超过极限值时，发出脉冲信号去驱动保护控制电路，自动关闭主汽门，实行紧急停机，并通知工作人员，便于保护机组安全。随着机组容量的增大，汽轮机安全监视和保护就显得愈发重要。
结语
综上所述，汽轮机在运行过程中不可避免出现振动问题，故此，需要工作人员及时对故障问题进行分析。通过确定汽轮机异常振动的原因，制定相应的排除措施，确定汽轮机的故障检查步骤，对汽轮机的异常振动进行检修，可以降低汽轮机发生故障的几率，提高汽轮机的使用效果。
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，2018，26（5）：45-46.
[2]李强.程贵云.分析汽轮机异常振动的原因及应对措施[J].电力讯息，2018，（3）：148-150.
论文作者:叶伟,杨金龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/28
标签：汽轮机论文; 转子论文; 机组论文; 摩擦论文; 异常论文; 现象论文; 原因论文; 《电力设备》2018年第22期论文;