摘要：燃气轮机整机振动故障是影响其安全、可靠工作的问題之一。由于能引起燃气轮机整机振动故障的因素繁多，在实际的排除故障的过程中无法确定主要因素进而无法采取有针对性的排故措施。本文从振动故障的原因入手，分析了振动故障的危害，提出了振动故障的处理措施及注意事项。
关键词:燃气轮机；轴承；振动分析；振动频谱
随着我国能源结构的调整，以及燃气机组具有启停迅速、运行灵活、热效率高等特点，使燃气电厂在电力系统中得到了快速的发展。燃气轮机的振动故障既有燃气轮机所具有的共性，又有其独自的特点，引起燃气轮机整机振动故障的主要因素包括转子不平衡、转子不对中、转静子碰磨、试车环境影响、试车参数影响等几个方面。只有解决好这几个问题，才能有效提高燃气轮机的效率。
1振动故障的原因
1.1转子不平衡
根据机械振动理论分析引起转子不平衡的原因:一是燃气轮机转子本身存在不平衡,如进入异物,叶片损坏、部件脱落等原因。经对发动机内部进行全面检查,没有发现异常。查阅该台发动机的维修出厂测试报告,各项指标都比较正常;二是由于安装联轴器等部件以后,发动机转子平衡被破坏,导致振动值升高。由于振动超高处为1＃轴承监测点处,该处附近就是安装联轴器的位置。由此可初步判定,输出端部件不平衡可能是导致振动超高的主要原因。另外,每台发动机在现场安装后,都需要进行现场动平衡,而本次恰巧没有进行。
1.2汽轮机组的安装精度不达标
首先是轴承的选择，轴承自身的特性，如强度、刚度以及预紧力等，这些都必须在选择和安装过程中符合现场要求；其次是严格保证汽轮机中心的同心度；第三是各个零部件之间的间隙问题，如果零部件间隙过大，容易引起零部件之间的相互碰撞，如果零部件之间的间隙过小，会加剧零部件之间的接触力，产生静碰撞。第四是连接销系统问题。当汽轮机运行时间过长时，各个零部件之间会产生膨胀，连接销系统也不例外。由于时间过长连接销中润滑油缺少，机组的变形就会受到限制，引发汽轮机振动故障，此种故障在机组工作中经常遇见，因此应足够重视其危害性。
1.3汽轮机的维护和保养操作不当
由于人为因素在开机过程中会出现热膨胀问题。润滑油的油温在轴瓦内会在旋转的过程中形成油膜，油膜的形成会极大影响转子的稳定性，及其容易导致机组的振动。汽轮机排气缸温度的控制不当直接会影响轴承的高度，也会引起发电机组振动故障。
1.4转子现场动平衡
现场对转子进行动平衡,目前常用的方法较多,如影响系数法等。作动平衡时必须应具有专用仪器,需测量出转子振动的相位和幅值,然后通过增加或减少平衡块方式调整结构质量分布使转子获得动平衡。
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1.5振动频谱分析
燃气轮机机组由于轴系复杂,产生振动的因素较多并且比较复杂，很多振动故障有着相同的故障表现,同一振动故障也可能有多方面的反映，对振动信号进行频谱分析，找到振动产生的根本原因，才能有效的排出振动故障。由振动频谱分析可知造成燃机高压转子振动超标的原因是高压转子存在较大的不平衡质量。
2振动故障的危害
首先是密封不严。密封不严导致的机组振动异常的故障率占40％以上，主要是振动使低压端部轴封遭到破坏所致。其次是滑销系统损坏。当机组发生较大振动时，滑销承受巨大冲击力，机组就会发生不均匀热膨胀，造成过大的挤压力，损坏滑销系统。再是耐疲劳强度减弱。转动部分是汽轮机机组的核心机件，振动致使其疲劳强度降低，造成工作不能正常运行。最后是机组调速系统摆动不稳定。振动不正常造成调速系统的部件磨损严重，迟缓率增加，使调速系统摆动不稳定。
3振动故障的处理措施及注意事项
振动问题直接影响汽轮机组的正常工作，其复杂度不容忽视。针对工作现场汽轮机可能产生的振动故障问题，提出了如下应对措施：首先，刚度检测是重中之重。技术人员对汽轮机数据采集，及时数据处理，并与标准数据进行对照做出判断。掌握工作刚度范围、共振条件和刚度极值点。做到技术人员不离机组，实时监测，防患于未然。其次，机组带负荷和空载试运行必不可少。为确保汽轮机顺利工作，发生异常振动的几率降低，新安装或检修后的机组应经过带负荷和空载试运行，测试密封、汽封、滑销系统等均达到合格标准，才可以投入生产。再次，设置智能化监测装置。设计并安装智能化监测装置是汽轮机发生振动异常的有效措施。对正常监测困难点安装各种传感器设施，监测振动情况，及时报告工作异常点。同时，有序地安排技术人员，及时处理发出报警部位机组，杜绝扩大损坏，以免造成事故。最后，安装振动保护装置。
要解决因为高压转子的不平衡质量导致的燃气机组振动超标的问题，相应的对燃机进行了动平衡试验。根据对高压转子不平衡质量分布状况的分析，确定在高压压气机第五级叶片位置进行加重。即可解决问题。其中需要注意的事项：（1）精调完毕,应加以防护,严禁上人踩踏或碰撞。（2）精调完毕应及时浇注砼,防止轨排受环境因素影响产生变化。（3）砼浇注过程中,为控制轨道的质量,轨检小车应跟踪检查,发现问题,及时进行调整,确保精度达到要求。（4）精调是在轨道粗调的基础上进行的,能够调整的幅度很小,所以粗调应达到一定的精度,才能提高精调的效率和保证精调的质量,将粗调和精调合并是不可取的。
4结语
燃气轮机的振动关系到机组的安全运行,导致振动的原因比较复杂。同时，汽轮机振动会对整个系统产生非常不利的影响，能够带来极大的不安全隐患，对人们正常的生产生活带了极大的不便。因此，在以后的汽轮机运行使用和维护过程中，我们要严格进行检查，避免产生振动故障。在汽轮机组的设计、制造，运行维护和保养，以及安装和检修过程中，各个方面都做到精益求精，实时监测，及时发现振动问题并解决问题，确保机组的正常运行使用，为国家的经济发展起到带动作用。
参考文献
[1]苏尚美,冯国全,胡春艳,等.某型航空燃气轮机整机振动分析[J].燃气轮机技术,2014(2):29-33.
[2]冯国全,蔚夺魁.某型燃气轮机振动特性改进设计[J].航空发动机,2010,36(1):7-9.
[3]李治乾.某燃气轮机比例模型流道内毫米级探针调节机构的设计和振动特性研究[D].浙江大学,2016.
论文作者:蔡强,代佰明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/26
标签：燃气轮机论文; 机组论文; 转子论文; 汽轮机论文; 故障论文; 动平衡论文; 不平衡论文; 《电力设备》2017年第16期论文;