摘要：文章介绍火电厂汽轮机振动监测技术原理，分析火电厂汽轮机出现异常振动故障的不同表现和原因，并针对这些原因提出相应的异常振动故障解决策略，以供参考。
关键词：火电厂；汽轮机；异常振动；原因分析；解决策略
1引言
目前随着我国经济的发展以及工业化进程的不断加快，电能在人们的生产和生活中的作用越来越重要，而且对电能的需求量不断增加，对电力供应质量的要求也越来越高。汽轮机组在电厂发电系统中占据重要地位，其在运行过程中最常见的故障就是振动故障，而且汽轮机组中其他部件或者其他故障类型也常通过振动异常的形式进行表现，所以可以通过对振动问题的研究来对汽轮机组的其他故障进行分析和应对策略的制定，对确保电厂汽轮机组运行稳定，并确保电力系统的供电质量具有重要作用。
2汽轮机振动监测技术
对于机电设备而言，其在发生任何一种故障之前都会表现出相应的预兆，而对于火电厂的汽轮机来说，其在大部分故障类型在出现之前都会伴随有振动异常和噪音等现象，而且对于汽轮机的不同部分，其在出现故障时会表现出不同的振动特征和声音特点，尤其是以轴承为代表的部位，其在发生故障之前会发出相应的异常声音。所以火电厂的检修技术人员可以通过相应的汽轮机振动检测技术对其振动异常和声音异常情况进行监测，通过振动异常情况可以判断出故障位置以及故障发生的原因，从而可以针对性地制定出相应的故障处理方案来对故障进行排除。不仅如此，在对汽轮机的运行状态进行监测的过程中，还能通过对其异常数据的在线监测和收集，通过系统中专家系统或其他故障分析系统的分析和判断，来对汽轮机的故障部位和类型进行预测，从而可以有效避免其故障的发生，大大减少故障发生概率，降低汽轮机维修费用，提高发电机组的运行效率和发电企业的经济效益。
3火电厂汽轮机出现异常振动的原因
3.1油膜振荡原因
在汽轮机的运行过程中，其发电机转子长时间处于高速的旋转状态中，的轴颈若受到外界扰动力，使轴心位置产生位移，轴颈除了作自转外，还将绕起初平衡点涡动，如果此转子在油膜上进行此旋转过程，就会破坏其运行稳定性，当而且汽轮机运行中的转子与轴线以及平衡点涡动等因素都会对其稳定性产生影响，所以容易产生油膜振荡的问题，而且将轴线上轴颈的涡动频率为转子转速一半时的涡动现象称之为半速涡动。当转速升高到2倍一阶临界转速时，振动加剧，振幅增加，随着频率的增加，当其与转速出现重合现象时，就会大大增加半速涡动效用。此后，转速增加其产生的振动作用，破坏汽轮机运行的稳定性随着转速增加不会减小，涡动频率也不再改变。现代大型汽轮机组转子临界转速显著下降，产生油膜振荡可能性增大。刚性转子和一阶临界转速高于1500r/min的挠性转子，在工作转速范围内只可能产生半速涡动，不会产生油膜振荡。
3.2汽流激振原因
汽流激振此原因主要产生于汽轮机高负荷运行的状态下，当其实际负荷超出了所规定的负荷上限时，轴振动问题会不断加剧，而且此问题也会出现在负荷低于规定负荷下限的状态下。在此形势状态下，处于高压或、再热中压转子的叶片会受到不均匀气体的来流冲击，从而产生严重的汽流激振问题，此问题容易发生在大型汽轮机组的末级叶片上以及机械设备的轴封过程中。现代大型汽轮机末级较长，气体在叶片末端膨胀产生流道紊乱也会造成汽流激振。
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3.3转子热弯曲原因
转子发生热弯曲必然会造成汽轮机振动异常，而且振动特征中其振幅是呈几何倍数的增长态势，不仅如此，转子发生热变形的因素主要与转子的温度和蒸汽参数等有关系，但是在转子发生热弯曲之后汽轮机仍然能够正常运行，但是随着转子温度的不断上升，转子的热变形情况就会越来越严重，这也会改变转子的形状，导致汽轮机组就出现严重的振动异常现象，影响正常运行情况。
此外，造成汽轮机振动异常的原因还有转子的摩擦，这主要是转子出现热弯曲之后，由于转子旋转过程中产生补平衡力，从而导致摩擦问题的产生，而且振动信号仍然显示为工频信号。另外，在发生摩擦的过程中，振动幅度和振动相位都会出现波动，且波动时间通常会持续较长的时间。
4解决火电厂汽轮机异常振动的具体方法
4.1油膜振荡的解决对策
由于油膜振荡而产生的汽轮机振动异常问题较为常见，且由于其引发原因不同可以采用不同的措施进行控制和解决，在实际的运行中通常可以采用以下方法：一是可以适当增高轴瓦比压；二是适当增加轴瓦合金厚度来减少轴瓦顶部的间隙；三是适当减小轴颈与轴瓦之间的接触角，将接触角控制在30°~40°的范围内；四是降低润滑油的动力黏度；五、通过调整处于不平衡状态的转子来解决油膜振荡问题；六、采用可倾瓦轴承。
4.2汽流激振的解决对策
对于汽流激振而引起的汽轮机振动异常的处理则较为复杂，通常在短时间内无法进行解决，需要对故障原因进行一段时间的观察和分析，对规定时间内的运行情况的相关数据进行记录和分析，然后通过图表的形式将汽流激振情况进行表现，通过这段时间内图表的变化情况来寻找汽流激振引起的振动异常的规律，然后在对其振动异常规律的查找中确定出相应的故障处理方法。
4.3转子热弯曲的解决对策
对于由于转子热弯曲而引起的汽轮机振动异常，则需要进行全新转子的更换。对于由热弯曲引起的转子摩擦等问题，应对摩擦情况进行调查分析，摩擦较为严重的构件进行更换或补焊处理。
此外，在对振动异常故障的原因进行分析时，需要对振动相位、振动频率以及二者之间的关系和振动稳定性进行全面分析，并确保实际测量结果的准确性。在汽轮机出现振动异常故障时，检修人员首先应对故障原因进行分析，然后对故障部位的零部件进行检查，并对引起振动故障的相关因素进行一一排查，并且在确定了故障原因和部位之后再进行相关部件的拆除。
5结语
汽轮机是目前我国主要的发电形式火力发电形式中的关键部分，其运行过程中最常见的故障类型就是振动异常故障，通过目前的振动检测技术对其故障原因进行查找和分析可知，引起汽轮机出现振动异常故障的原因主要有油膜振荡、汽流激振、转子热弯曲和摩擦等因素，需要针对不同的原因采用相应的措施进行解决，以此来提高汽轮机运行的可靠性和稳定性，保证火力发电厂的正常运行。
参考文献：
[1] 蒋浩. 火电厂汽轮机运行异常振动原因分析[J]. 工程技术:全文版:00154-00154.
[2] 葛磊. 火电厂汽轮机运行异常振动原因分析[J]. 科技创新与应用, 2016(35):123-123.
论文作者:江春
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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