浙江大唐国际江山新城热电有限责任公司
摘要：汽轮机是高速高温运转设备，要保证其运转的平稳性及热态下运行应膨胀自如，同时要保证机组纵横中心和同心度不变，联轴器相连的汽轮机转子和发电机转子的同心度不变，这些都要求我们在施工安装时除认真按施工图及有关规定施工外，还要对安装过程中可能存在的缺陷进行分析，并进行预防和控制。基于此，本文就从热电厂汽轮机振动的原因及措施展开分析。
关键词：热电厂；汽轮机；振动；原因及措施
1、汽轮机异常振动故障的判断方法
热电厂的汽轮机是可以把蒸汽热能转化成机械能的旋转式的动力机械设备。汽轮机可以作为发电机机组使用，还可以作为压缩机和风机的驱动装置使用。
汽轮机是火电厂中最重要的机械设施，导致汽轮机出现异常振动的原因有很多，同时汽轮机异常振动出现的表现也分为很多种，最常见的故障是瓦盖震动或者转轴出现异常变化，这些问题都可以造成异常振动故障。一旦出现汽轮机异常故障，为了能够准确的判断异常振动故障原因的位置，可以采用异常振动的频率、振动稳定性、振动相位变化、相邻轴承相位等方面作为异常振动故障判断与查找的第一切入点。判断汽轮机异常振动稳定性可以通过判断汽轮机的转速、电磁电流、温度和时间等变化来进行判断，从而判断汽轮机异常振动故障的原因。汽轮机振动相位变化指的是振动相位是否存在变化，同时相邻轴承相位关系指的是相距轴承相位是相同的还是相反的现象。除了硬件设备可能出现故障，汽轮机也可能因为设计缺陷导致异常振动故障问题。一旦汽轮机出现异常振动，工作人员要及时对隐患点进行排查，判断出是否与异常振动故障有关。
2、热电厂汽轮机振动原因分析
2.1气流引起的振动
大型汽轮机组出现异常振动的原因可能是由于气流激振，气流激振有以下几个方面的特点：第一方面是汽轮机组所承载的负荷超过了某个特定的值，机组的轴就会出现剧烈的振动；第二方面是强烈振动产生的频率与在高压状态下转子的临界转速一致；第三方面是发生气流激振的位置一般在高压转子段。对于大型汽轮机组来说，末级时间过长，气体可能在叶片末端产生紊乱，也可能产生气流激振的现象；叶片受到不均匀气流的冲击产生了气流激振的现象。
2.2油膜震荡
当热电厂汽轮机在运转时，转子在轴承油墨上高速旋转失去稳定性而造成的震荡就是油膜自激震荡。在汽轮机稳定运转时，转子是围绕轴线旋转的，而汽轮机失去平衡时，转轴在围绕轴线转动的同时围绕平衡点涡动。轴线的涡动频率通常保持在转子转速的一半，因此成为半速涡动。在涡动转速和转子的临界转速相重合时，这样半速涡动转速就会被共振放大，从而表现为激励的振动。油膜震荡具有下列的特征：油膜震荡发生后，振幅的增速比较快，这样就会造成机组产生激励的振动。在油膜震荡时，振动的的主频率是发电机的一阶临界转速，而且随着转速的升高而改变。
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2.3刚度不足引起的振动
轴承座与台板、轴承座与汽缸、台板与基础之间的连接牢固程度直接影响机组的连接刚度。例如在安装某焦化厂电站的2#机组时，安装之前，该公司的1#机组运行中经常不稳定跳机，为了避免2#机组出现同样的状况，经仔细了解了1#机组安装时的情况，1#机安装时由于机子较小，台板和轴承座同时连接好进场，安装单位台板接触面和滑销系统未进行分解检修。于是判断振动偏大是由于1#机组底座刚度不足；使用中经常不稳定跳机是由于滑销系统未检修，机组本体膨胀不畅从而引起机组振动过大跳机。因此安装2#机组时，对台板和轴承座进行了检修，实践证明进场设备的台板和轴承座接触面积严重不足，才达到了25%，滑销间隙还不到20um，同时也对垫铁与基础、垫铁与垫铁、垫铁与底座的接触面进行了检修从而保证了基础到轴承座的连接刚度。
2.4转子不平衡造成同心度改变引起摩擦振动
动平衡要求和转子的工作转速有关，转速高平衡精度就高。例如在某热电5万机组安装调试运行中，我们就发现在安装试车时，振动良好，振动值最大不超过27um，经半个月运行后振动突然增大，其中1#瓦振动38um、2#瓦43um、3#瓦39um，由于振动虽突然出现增大但振动还在规范要求范围内，其中2#瓦和3#瓦振动变化最大，我们对机组停机后重新开机，冲转中利用听针和DCS系统，对1#、2#、3#进行重点监测，在机组升速或停机过程中发现1#瓦升速过程中，初期汽缸前半部能听到轻微金属摩擦声，振动波形比较紊乱，检查了安装记录所有记录都符合规范和使用说明书要求，且转子找中心时已考虑到热态中心与冷态中心之差别；推力轴承刮研时已调整好推力间隙，轴向及径向间隙；虽然推力间隙达到了470um但没有超过说明书上限。
3、热电厂汽轮机振动故障的措施
3.1气流激振故障的解决措施
针对汽轮机组气流振动的特征，解决这一问题的措施是通过跟踪、分析近一年中每个机组的振动数据和机组满负荷的时候数据情况，将其做成曲线图，观察曲线图的相关变化。也可以说，在不同情况下，确定机组产生气流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生气流激振的负荷范围的方式避免气流激振现象。
3.2油膜震荡的故障解决措施
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，一般可减小至300～400。
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得很少。
3.3刚度问题的解决对策
①安装前进行检验（一般用涂红丹法检验接触面积得方法），必须保证接触面积不小于75%；
②必须检查滑销系统，不合格部分检修至合格才能进入下到工序；
③必须保证机组的自由膨胀，避免由于热变形而引起从外部加到汽缸上的作用力，使机组中心发生变化。如管道部分设置膨胀弯，蒸汽管道冷拉补偿等方法，保证热态下的外力作用不影响机组自由膨胀。
3.4转子不平衡问题的对策
①通流部分的间隙机工作叶片与导向叶片间隙、轴封间隙、风挡，油档及汽封间隙严格按安装使用说明书和施工验收规范要求；
②转子找中心时，应考虑到热态中心与冷态中心之差别；
③推力轴承刮研时要注意调整好推力间隙和调整轴向及径向间隙，适当放大间隙，但也要防止间隙过大，引起转子的轴向位移过大，导致叶轮与隔板相碰；
④安装扣盖后，必须推动转子复核动静间隙是否满足机组膨胀的最小要求；
⑤汽发找中心是必须考虑转子自身的重量影响，允许两端面上开口0~0.06㎜，同时凝汽器同排汽缸采用活动连接的机组，排气缸受大气压力作用下沉，也要求在机组找中心时，使联轴器预先有适当的上张口。
结束语
目前，我国的火力发电企业相对比较多，都担任着所在地区的发电任务，汽轮机是发电厂重要的发电设备，它的安全运行关系着企业的正常运行。因此，汽轮机的维修人员要对汽轮机故障有着全面的了解，才能够及时的维修，确保汽轮机组的正常运行，使火电厂得到正常的运转，给当地人提供高质量的电力供应。
参考文献
[1]姬亚峰.汽轮机异常振动原因及处理措施[J].工程技术，2015.
[2]鲍建国.汽轮机振动的故障特征分析及处理[J].冶金动力，2014.
论文作者:王永
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/7
标签：汽轮机论文; 机组论文; 转子论文; 间隙论文; 气流论文; 异常论文; 故障论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;