汽轮机组振动故障分析及处理措施探讨

张宇

摘 要：电力行业作为我国国民经济的重要支柱性产业，其安全稳定的运行对于经济和社会的发展至关重要。汽轮机作为电力企业重要的发电设备，是确保电力企业安全运行的基础，但汽轮机作为机械设备，在运行过程中不可避免的会发生一些常见故障。振动就是汽轮机运行过程中较为常见的故障之一，一旦振动故障发生，不仅会导致无法达到工作质量的标准，而且还会影响机组的整体运行，如果不能及时对振动故障进行处理，则会导致严重的后果发生。文章从汽轮机振动的特点入手，对汽轮机振动故障的原因和危害进行了分析，并进一步对汽轮机振动故障的处理措施进行了具体的阐述。

关键词：汽轮机；振动故障；故障处理

前言

随着经济的快速发展，各项资源都呈现出紧缺的态势，为了有效的实现能源的节约，近年来能源的环境和重复利用被提到了重要日程安排上来。电厂为了积极响应国家节约能源的政策的号召，则在汽轮机的选择上下足了功夫，由于凝汽式汽轮机不仅能够有效的节约燃料，而且运行过程中具有较好的经济性，所以近年来在电厂得以广泛的应用。作为电厂运行维护部分，则需要做好凝汽式汽轮机的维护和保养工作，确保汽轮机运行的安全性。

1 汽轮机振动特点分析

汽轮机的振动特点表现在其第一次启动升速到超过其临界转速的时候，通过对轴承振动的大小来判断汽轮机是否产生故障。如果情况良好，则可以判断汽轮机转子与拖带机组的转子在当前处于平衡的状态，轴承未有任何的损伤。若要在停机后对汽轮机的末级的叶轮进行配重，应注意先在其空载的时候，保持其空转速度在3000转/每分钟，同时将下轴承基频振动降到安全线以下方可进行操作。待机组的配置再次发动之后，根据相关的标准是将轴承的垂直的振动调整为15μm，同时带负荷在20MW的时候，其振动基本不变。待振动升到91.7μm时，这个时候要及时打闸停机，并且在这个时候大轴的扰度比在开机的时候要大100。当在进行第三次启动的时候，在后汽封的温度达到300度的时候，并且在90.7？滋m的时候，要打闸和停机。机组在整个启动过程中造成的振动突增，会导致监测系统报警，说明汽轮机的故障在逐渐的恶化。

2 振动故障原因及危害

2.1 振动故障原因

凝汽式汽轮机发生振动故障的原因较多，无论是设计、制造水平，还是运行维护和保养，甚至于安装技术和检修技术等都可能导致汽轮机出现振动故障，而且这些导致振动故障的原因之间还会相互影响。

（1）由于当前受制到技术的限制，汽轮机在设计过程中无论是零部件加工精度还是工艺都无法达到设计的标准要求，特别是生产出来的汽轮机转子，很多时间达不到要求的精度，这样就导致在高速和低速平稳试验过程中根本达不到试验的要求，转子出现不平衡的现象，从而导致一侧离心力的产生，致使汽轮机组产生振动故障。另外一旦设計结构中的零部件不能与汽轮机配件之间达到配套时，也会导致机组出现振动故障。

（2）汽轮机安装工艺的精度好坏会对汽轮机振动产生直接的影响。需要根据安装现场的要求来对轴承的强度、刚度和预紧力进行选择，确保汽轮机中心的同心度，控制好各个零部件之间的间隙，间隙不能过大也不宜过小，过大则会导致零部件之间相互碰撞，过小则会导致各零部件之间相互接触磨损。在汽轮机长期运行过程中，不仅零部件之间的会产生膨胀，而且连接销系统也会存在这个问题，一旦润滑油达不到润滑的作用，则会导致机组变形的产生，从而引发振动故障。

（3）在汽轮机运行过程中，维护和保养工作对于预防汽轮机振动故障的发生也具有极为重要的作用，一旦不能正确的进行维护和保养的操作，则会由于一些人为因素导致故障的发生。如人为操作不当，则会在开机过程中导致汽轮机热膨胀的发生，从而导致振动故障发生。不能很好控制汽轮机排气缸温度时，则会影响到轴承的高度，从而导致振动故障发生。而一旦润滑油在轴承旋转时形成油膜，也会影响到转子的稳定性，使机组振动故障产生。

2.2 振动故障危害

在电力企业生产活动中，汽轮机相当于人体的心脏，一旦其出现异常，则会导致整个生产系统都无法正常的动转，所以需要对汽轮机组振动故障进行重视，及时发现并加以解决。

（1）密封不严。在机组振动故障中，将近一半左右的原因是由于密封不严所导致的，由于低压端部分轴封密封度不够，则空气会顺得着这些微小的空隙进入到低压缸中，从而导致低压缸内的真空度降低。而在高压端，则是由于转子发生弯曲后，导致部分蒸汽渗入到润滑油内，从而影响滑润油的纯度，导致油质发生乳化，从而导致振动故障的发生。

（2）汽封破坏。隔板与隔板间采用汽封的方式密封。一旦汽封被破坏，增大的漏汽量加大了各级间的压力差，使转子产生了轴向推力。

（3）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，机组就会产生不均匀热膨胀，造成过大的挤压力，损坏滑销系统。

（4）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。

（5）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 振动故障处理措施

由于汽轮机振动故障的存在，从而导致汽轮机组正常的运行受到影响，所以需要根据故障现场的实际情况来对振动故障进行深入的分析，并采取切实可行的解决措施。

3.1 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。

3.2 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。

3.3 安装振动保护装置

当智能化监测装置监测出异常振动点后，会发出报警信号，通过自动控制装置命令振动保护装置自动切断电路，关闭主汽门，紧急停机。于此同时，技术人员采取拯救办法，保护机组设备安全。

凝汽式汽轮机支撑国家能源环保事业的快速发展，随着机组容量的增大，汽轮机安全、稳定运行显得更加重要。对不可避免的振动问题应采取有效地解决措施，以免造成重大的安全事故。同时对汽轮机设置智能化监测、保护装置必不可少。

4 结束语

由于汽轮机振动故障的存在，导致汽轮机机组运行过程中存在着较大的安全隐患，这对于电力企业正常的运行带来了较大的影响，所以需要加强日常的运行维护措施，做好各项检查工作，有效的减少或是避免振动故障的发生。而且还需要加强汽轮机组在设计、制造、安全和检修方面的工作，确保做到及时发现问题并及时进行解决，以保证机组能够正常、稳定的运行。

参考文献

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