摘要：随着经济和社会的高速发展，电力系统需要满足人们日益增涨的需求，电力企业也随之面临更多挑战。汽轮机是电力系统中必不可少的设备，汽轮机的稳定运行直接关系到电力负荷情况，电力系统的稳定运行，对整个城市的经济发展都会产生直接影响。因此，电力企业为了维持电力系统的稳定运行，提出对汽轮机的养护，在此过程中电力企业也会提升自己在本行业的竞争力度。本文将从汽轮机振动故障方面进行阐述，主要内容包含对故障原因的分析，在此基础上提出解决措施。
关键词：汽轮机；振动监测；故障原因；处理
引言
汽轮机在核电厂中具有十分重要的作用，它的运转效果是否正常，直接影响着电厂生产的经济性与安全性，而汽轮机的核心是转子，但其最容易出现问题，在运行的过程中，往往会因为异常情况出现振动，直接影响着汽轮机的工作，如果出来不当就会造成汽轮机的工作出现问题。对于汽轮机振动可以采用噪声、温度、压力等方式进行检查，然后根据具体的情况进行处理。
1汽轮机的振动的种类及特征
1.1不平衡振动
汽轮机的轴不平衡现象是引起振动的主要原因，它主要有四种不平衡的情况，即静不平衡、双面不平衡、动态不平衡与动静不平静中情况。在轴的静态不平衡状态，主要原因是一个截面的不平衡现象，导致轴在旋转时出现一个不平衡的力矩M，并呈现周期性的变化，导致轴出现一阶转频的振动，容易导致汽轮机损坏，而其它三种平衡状态主要由多个截面的不平衡现象造成，导致转子在转动时各个截面的振动相位与幅度值存在明显的差异，导致汽轮机出现振动。不平衡的主要特征是汽轮机在振动时的波形为正弦波，振动的能量主要集中在基频，如果转子的速度小于转子的固有频率，汽轮机的振幅就会增大，在转子的速度大于转子的固有频率，汽轮机的振幅就会趋向一个固定的频率，在转子的速度等于或者接近转子的固有频率时容易发生共振，汽轮机的振幅就越大，转子的运动轨迹呈现出椭圆的形状，这时对汽轮机的危害就越大。
1.2轴不对中与连轴节的故障
在汽轮机工装的过程中，如果轴系安装中轴的存在弯曲现象，或者有简答的间隙时，容易造成轴系不对称的情况，导致转子在转动时出现振动的情况，进而出现联轴节在不正常的状态下工作。在具体的工作过程中，轴系不对称主要有轴线平行且存在不对称、两轴线交叉以及两轴线交错等几种不对称的现象。轴系不对称产生的振动主要是一阶转频的轴向振动，在情况严重时会出现一阶转频横向振动，这种情况也是轴系不对称产生振动的重要特征。在振动的过程中，如果一阶转频横向振动介于一阶转频横向振动的振幅的30%～70%，将其称之为中度振动，如果达到75%～150%时，就会损害联轴节，导致联轴节出现严重的故障，导致联轴节不能正常使用。轴不对中与连轴节的振动特征是汽轮机振动的特征频率与常伴频率，而且这种振动的频率稳定、方向为径向、轴向两种情况，转子的振动轨迹为双椭圆形状，而且振动的振幅与负荷在变化的过程中都十分明显。
2汽轮机振动故障原因
2.1转子质量不平衡
汽轮机振动故障存在多种原因，其中最为常见的为转子质量不平衡。转子质量不平衡在汽轮机振动故障中占得比例高达80%，剩下的20%也不能认为完全与转子质量不平衡没有关系。分析转子质量不平衡的原因可以总结为以下几个方面:①材料的不均匀;②制造、设计和安装过程出现偏差;③使用过程中没有对转子进行定期养护导致材料受损。转子质量不平衡会使转子的惯性主轴与旋转轴线出现一定程度偏离，在这种情况下转动转子，离心力显然难以维持平衡，必然会出产振动的现象，从而使汽轮机发生故障。
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2.2气流激振对振动造成影响
汽轮机的异常振动很大程度上是受到气流激振的影响，汽轮机对振动比较敏感，各种因素都可能会对其产生影响，当汽轮机组受到不平衡气流影响时，振动幅度和频率都会受到影响，从而出现故障。与此同时，汽轮机在受到不平衡气流影响时还可能使原本正常运行的汽轮机组出现大量值的低频分量，从而使汽轮机振动故障出现。究其原因，首先，汽轮机组在受到不平衡气流冲击时会打破原来的运行状态，其次，在加大规模的发电机组内部，如果末级比较长，汽轮发电机组的叶片就会受到影响，会出现膨胀，进而可能会导致气流激振现象的发生，最终对汽轮机造成不良影响。
2.3液压设备故障
液压设备故障往往是受到汽轮机振动故障影响，当汽轮机出现振动时，液压设备可能会因此而出现渗漏现象，出现渗漏现象后又会反过来影响汽轮机加重振动故障。此外，液压设备的材质也可能对其使用情况造成影响，材质不均匀或者铸造过程带来的不易发现的隐患，都可能会导致液压设备渗漏。液压设备需要维持长期的运行，长期运行可能会使其处于超负荷状态，导致液压设备的外壳出现裂痕或缺口，从而出现渗漏现象，从而对汽轮机造成影响出现振动故障。
3汽轮机振动故障处理措施
3.1针对转子质量不平衡问题
根据对转子质量不平衡的原因分析提出以下解决措施:首先，转子材料选择上应该选择符合相关标准和要求的材料，避免偷工减料等;其次，在转子的设计、制造和安装环节需要请专业的的人员和团队来进行，本单位执行人员必须具有该方面的专业素养;然后是在使用过程中要严格按照相关的操作流程、操作标准和操作要求来进行，并定期进行设备的养护，防止人为原因对设备质量平衡造成不良影响。通过全方位的努力来减少质量不平衡因素对汽轮机振动故障的影响。
3.2针对液压设备渗漏问题的解决措施
液压设备渗漏会对整个发电机组造成影响，如果不能妥善处理发电机组就要停止运行，这对电力企业来说会造成重大的经济损失。因此针对液压设备渗漏问题，必须要有可实施的解决措施，首先企业应该加强处理该类故障的能力，提高处理该类故障的技术水平。其次是要对液压设备渗漏有正确的认识，液压设备的材料本身就是比较特殊，如果出现渗漏现象采用一般的焊接技术无法达到预期的修复效果，如果企业不具有解决该类故障的能力就要考虑换掉设备，但是这样会给企业增加成本投入，并且消耗更多时间，降低经济效益，企业应该做好故障出现的完全准备，提前准备高分子复合材料及专业人士，随时做好处理故障的准备。
3.3针对转子热弯曲现象的解决措施
转子热弯曲主要涉及到两个方面:汽轮机转子弯曲和发电机转子弯曲。针对不同的故障要采取不同的处理措施。首先，针对汽轮机转子弯曲故障应该要首先考虑汽轮机转子的工作环境，汽轮机转子通常是在高温高压环境下工作，这种工作环境必须要对转子受热均匀度提出要求，均匀受热可以有效避免热弯曲现象，只会使转子的长度增加。对于发电机转子的弯曲故障则要将侧重点放在汽轮机内部的疏通工作，因为在发电机的转子振动与冷却介质有关联时，主要原因可能是汽轮机内部出现堵塞，必须进行及时疏通，才能确保转子的质量不受损害。
结语
在发电厂中，汽轮机的工作状态直接影响着机组的工作，其中转子的振动对汽轮机性能影响是十分巨大的，而引起转子振动的原因也是多种多样的，但是在分析转子振动时需要从动平衡与转子连接方式进行分析，详细检测出现振动的主要原因，并采取有针对性的措施来处理汽轮机的振动，从而提高机组工作的稳定性，提高发电厂的工作效率。
参考文献
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[3]蒋国华．汽轮机振动的原因分析及处理［D］．华东理工大学，2017．
论文作者:陈富强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/19
标签：汽轮机论文; 转子论文; 不平衡论文; 故障论文; 液压论文; 设备论文; 现象论文; 《建筑学研究前沿》2018年第35期论文;