摘要：热电厂做为基础的国家电力设备，其中汽轮机承担着较为重要的发电作用，正是汽轮机本身的功效利用性较强，因此在较长时间，难以停歇的运作中，就难以避免的会造成诸多运行中的零件损伤，造成汽轮机的不良振动，经过一段时间的非常规化运作中，有可能会对汽轮机造成极为不利的影响，甚至会造成汽轮机整体性的结构危险，难以持续发电工作，那么汽轮机的安全性与稳定性对于热电厂的有序发展起着至关重要的作用，需要根据其问题衍生的根本，对症下药的排除隐患，提高汽轮机运行的有效性。
关键词：热电厂；汽轮机振动；原因分析；对策
引言
振动是汽轮机常见故障，造成汽轮机振动的原因较多也相对比较复杂。为确保机组的安全、可靠运行，必须针对振动产生的原因采取相应的对策予以解决。
一、热电厂汽轮机振动解决的重要性
汽轮机组的振动是机组运行必须要监测的一个非常重要的参数，因为当机组振动超过规定的范围时，将会引起设备的损坏，甚至造成严重后果：使转动部件损坏。当机组振动过大时，会使叶片、围带、叶轮等各部件的应力增加，从而产生很大的交变应力，导致疲劳而损坏；使机组动、静部分发生磨损；使各链接部件松动；直接造成运行事故。因此，机组运行中要严格检测其振动值。
二、热电厂汽轮机振动原因分析
（一）、机械设备组装的不合理
汽轮机本身的设计中，由于考量的眼光较为狭隘，在后期的使用过程中，由于汽轮机的中轴环节承受着较为强大的外部强度，因此在长时间而速度较快的运转作用下，中轴的零件脱轨，容易造成从轴心到整体汽轮机结构的中心脱离，在结构的不稳定下，形成轴心故障的非常规化振动，所谓“一个螺丝钉往往影响整个大型设备”，在汽轮机的装配方面，一些组合的必要零件精确度不够或者质量不佳，都会以点带面造成汽轮机的振动。
（二）、油膜震荡
当热电厂汽轮机在运转时，转子在轴承油膜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。油膜震荡时，通过仔细的观察可以发生主轴的外露部分也在颤动。在油膜发生震荡时，轴承的顶轴油压也会发生剧烈的振动，因此轴承内部有金属撞击的声音。
（三）、气流激振
汽轮机的叶片由于受到不均衡的气体的冲击而产生气流激振，而对于大型的机组，末级比较长，气流在叶片的末端膨胀而造成流道的紊乱，从而造成了气流的激振。另外，轴封也可能造成气流激振的现象。在汽轮机机组的负荷超过一定的负荷点，轴振动就会增加，而负荷低于负荷点，振动就会减小。气流激振的频率小于或者等于高压转子的一阶临界转速。气流激振的部位通常发生在高压转子段。
（四）、安装及检查原因
汽轮机的安装与检查本身是为了及时发现汽轮机的异常条件，并针对汽轮机进行设备或者技术操作的革新，以提高汽轮机的运作性能，然而在安装与检查中，由于不当的操作手法，或者是对汽轮机安装的不重视，专业素养不高，也会造成汽轮机的安装与检查过程中的故障，除了轴心的脱轨造成离心的振动外，汽轮机其他部分的不平衡、不对称也会对汽轮机本身造成较大的损伤，其两端的轴承如若高低坡度较大，就会由于两边的承受了差异性，造成部件的损伤，必然会引起汽轮机的不良振动，汽轮机的运作过程中，一些零部件会不断的飞快运作而自然而然的产生间隙，虽然初始阶段汽轮机零件之间的间隙并不明显，其影响效果也不突出，但在长时间的任其发展下，远距离难以实现摩擦效果，发生振动，随着间距的拉大振动的情况愈加强烈，需要在检查环节细致分析并及时管控。
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三、热电厂汽轮机振动故障排查维修措施
（一）、修改轴承盖振动保护动作逻辑分析
某热电厂3台汽轮机组都设有轴承盖振动检测信号，信号经TSI检测柜，按“或”逻辑执行保护动作，只要有一个信号越限，即发生停机动作。这样，在运行中极易发生由于单一信号误动造成机组停运的事故，给电厂的安全和经济造成巨大损失。为避免此类事故的发生，应提出将原逻辑关系改进，提高机组盖振动保护的安全可靠性。
（二）、保护回路校验分析
探头校验完毕后，回装时要注意安装牢固，接线端子处用胶带缠紧，做好绝缘措施，防止接点处粘连出现短路现象；并要对信号电缆进行绝缘测试，保证信号传输的准确性，对TSI柜内接线进行规整。
（三）、油膜振荡排查措施分析
通过以上对油膜振荡发生原理分析可知，如何提高轴承和转子工作稳定性和安全性是故障处理的关键，而为了达到这一目的必须要减小二者相互之间的摩擦作用，这可以通过使用压力和湿度都是以润滑油来实现，同时还应当减少润滑动力的粘度值，以避免油膜承载力过大。在故障处理过程中切不可使润滑油的粘度过大，以免影响油分布的均匀性，导致相互之间的摩擦力增加。另外，油膜振荡故障还可以用减小轴瓦顶部间隙、增加上轴瓦轴承合金宽度、缩减轴颈和轴瓦接触角等多种方式来进行解决。
（四）、汽流激振排查措施分析
通过对气流激振故障产生原理分析可知，在进行该故障排查解决的过程中，首先应当对汽轮机转子的稳定平衡状态进行检查分析，查看转子质量中心是否和旋转中心处于相同的运行状态。另外，电厂技术人员在平常检查过程中应当对汽轮机组转子的振动运行数据进行详细记录，并与机组满负荷状态下的振动数据进行整合分析，制定转子的振动曲线图，通过对曲线的观察和分析，可以判定转子运行的状态。
（五）、转子热弯曲故障排查措施
由于汽轮机转子工作区域在蒸汽区，因此热弯曲故障的发生较为常见，因此设计人员在进行设计的过程中应当使用耐腐蚀性强、耐高温的材料作为机组转子的制作材料。另外，如果汽轮机转子发生了热弯曲故障，技术人员应当立即将故障转子取下进行更换，以彻底解决机组振动故障问题。
（六）、摩擦振动故障排查措施分析
通常情况下，汽轮机转子运行的环境比较复杂，它在运行过程中不仅会受到高速旋转和气流冲击作用力，同时高温、潮湿以及高压的工作环境会对转子造成一定的破坏，影响机组转子的安全稳定运行。因此，火电厂应当对转子日常的保养和检查工作给予高度的重视，一旦检查过程中发现故障，维修技术人员应当立即采取解决措施，对产生摩擦振动的部件进行必要维修，而如果机组部件维修价值不高应当进行更换，以消除摩擦振动对汽轮机运行造成的不利影响。
四、结束语
综上所述，汽轮机作为热电厂发电系统的重要组成部分，对电厂安全稳定运行具有十分重要的影响作用。但是汽轮机运行稳定性会受到诸多因素的影响，因此，热电厂应当对汽轮机振动故障排查工作的进行给予高度的重视。
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论文作者:李明威
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/1
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