摘要：汽轮机振动异常对电厂安全性有着重大影响。振动的异常升高代表着汽轮机存在较大的动静摩擦甚至叶片断裂的风险。本文以某电厂660MW汽轮机组为例，分析了该机组振动大的原因，并提出了相关解决方案。。
关键词：660MW；汽轮机；振动；转子
大型汽轮机组发电机组具有效率高、排放低、节能环保的特点，已成为我国目前火力发电建设发展的重心。近汽轮机组由于承载着巨大的蒸汽推力，且机械结构复杂，因此非常容易产生机械异常变形进而成为安全隐患。某发电厂的汽轮机组采用上海汽轮机有限公司和德国SIEMENS公司联合设计制造的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、反动凝汽式汽轮机。自2016年以来，多次发生#1轴承振动大的问题。该问题经处理后振动明显下降，下面对原因进行分析。
1 某发电厂660MW汽轮机组振动异常的原因分析
1.1转子不平衡
转子不平衡是检修过程中发现该电厂660MW汽轮机振动大的重要原因。转子不平衡是汽轮机振动常见原因之一。不平衡的汽轮机转子在转动过程中会产生振动，影响转子平衡转动，甚至会产生动静摩擦等严重后果。转子不平衡的原因包括：出厂时转子工艺不合格，转子受热弯曲，旋转部件脱落等。不同原因引起的转子不平衡故障的规律基本接近，但也各有特点。其中转子受热弯曲是转子不平衡转动的最常见原因。一方面，汽轮机故障停机、甩符合都会造成汽轮机内部温度压力急剧下降。同时主汽门内漏、疏水阀疏水不彻底等情况也会让锅炉管道内的汽水进入汽轮机进而造成汽轮机进水，进而对转子造成热弯曲损害。当转子出现弯曲后，若无法进行及时处理，汽轮机转子会出现叶片折断、大轴严重弯曲等恶劣后果。
1.2轴承油膜震荡
该电厂660MW汽轮机润滑油温控制由于利用温控阀控制油温，在启动过程中，无法在线准确根据泊桑效应动态的产生逐渐调节温度，也是振动偏大的原因之一。汽轮机润滑油在汽轮机运行时起到润滑、冷却转子的作用。但是油膜厚度的不同却会对汽轮机振动产生不同的影响。汽轮机转子旋转时围绕中轴运转，此时如果出现围绕平衡点涡动、半涡动的情况，就会出现共振问题，造成整个设备严重振动。特别是在机组启动过程中，由于汽轮机润滑油温度控制不当，造成油膜厚度同汽轮机转速不匹配经常会造成轴承油膜震荡。
1.3动静摩擦
随着机组容量、参数的不断提高，动静间隙不断减小。动静摩擦的原因多为轴弯曲、零部件缺陷、旋转部件脱落、导致动静部件发生碰磨。②汽轮机动静摩擦常发生在汽轮机叶片同喷嘴、隔板汽封、各轴承与油挡，发电机密封瓦等部位。发生动静摩擦后，由于新的作用力的出现，除了汽轮机主频率之外，还会叠加一个新的因摩擦产生的波形。另一方面，由于出现动静摩擦，摩擦产生的热量若无法散去也会对转子局部产生较大的热作用，热弯曲会进一步加重汽轮机振动。
1.4转子对中不佳
汽轮机安装过程中若转子轴心与轴承中心不对中、相邻转子中心不对中、联轴器故障等情况，都会出现转子不对中的情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此时汽轮机转子除了主频率外，还会出现径向振动，叠加后会造成汽轮机振动突升。
1.5气流激振
流激振原因包括：第一，末级叶片的汽流出现紊流，不均匀的蒸汽冲击叶片产生异常振动。第二，机组负荷超限、负荷激烈变化，轴承承载力超限，进而出现剧烈振动。第三，汽轮机进水，水滴对叶片的不断强力冲击也会产生该问题。
2 660MW汽轮机组振动问题的解决探讨
2.1保证汽轮机的生产、安装工艺.
汽轮机在装配过程中产生的转子不平衡、转子不对中都将对汽轮机之后的正常运行带来极大的安全隐患。该电厂660MW汽轮机组转子由于采用多段连接的方式安装，为了保证转子对中准确，应在安装结束后对中心进行重点检查，并在初步检查完毕后进行试运转，及时发现缺陷故障
2.2运行正确合理操作
在该660MW机组振动大问题出现后，机组运行人员对运行方式进行了优化。在机组启动过程中，严格按照规定暖阀、暖机，保证汽轮机金属不出现过大热应力，防止出现因热应力过大而出现的热变形。适当提高进汽温度，减少湿蒸汽对汽轮机叶片的异常冲击。在低负荷以及启停机阶段对于锅炉管道以及汽轮机本体进行疏水，防止汽轮机出现水击造成振动异常甚至叶片断裂的事故发生。在大修、调停后启动机组进行摩擦检查，避免正常运行后再发现问题停机处理。
在机组正常运行阶段，加强汽轮机上下缸温差的监视，及时发现汽轮机进水。同时，控制汽轮机润滑油温度在合理范围内，避免出现油膜过薄出现汽轮机转子与轴瓦出现严重摩擦。使用动力粘度较小的润滑油③避免因粘度过大产生复合力使重心出现变化从而产生较大油膜振动。另一方面，合理控制真空。在出现振动后，特别是靠近低压缸轴承振动大时，可通过调节真空平衡轴承振动。
2.3检修过程及时发现问题
在对该660MW汽轮机设备维修过程中，要重点对各部件进行检查。特别是轴瓦乌金是否出现严重磨损、叶片是否出现较大冲击痕迹甚至断裂，转子中心是否需要再次对中。旋转部件应检查有无部件缺失、变形等缺陷。对于故障停机的机组，应根据故障原因进行重点排查。如润滑油温度高、泄漏造成停机，应检查轴承的缺失、磨损情况；对于超速后停机的汽轮机，应检查汽门是否关闭正常，叶片是否出现严重损坏断裂；闷缸后的转子应检查有无出现转子大轴弯曲。另外，对于历次检修查出的问题也应做好台帐管理，分析易出现故障的部位区域进行排查。
3结束语
汽轮机故障严重影响着汽轮机组的安全、稳定运行。通过对该660MW汽轮机振动原因分析后可发现，汽轮机的安装生产、运行、检修任何一环出现纰漏都会提高汽轮机异常振动的机率。因此必须提高检修人员的检修能力，运行时严格按照规程执行，出现异常后及时分析原因，同时提高汽轮机生产工艺水平，减少工艺问题造成的汽轮机振动异常故障。
参考文献：
[1] 赵强.电厂汽轮机振动大的原因分析及处理[ J ].科技创新导报,2011,(19):66
[2] 陆颂元.汽轮发电机组振动［M］． 北京: 中国电力出版社，2000．
论文作者:郭金瓒
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/13
标签：汽轮机论文; 转子论文; 机组论文; 汽轮论文; 叶片论文; 原因论文; 油膜论文; 《电力设备》2018年第17期论文;