汽轮机振动的原因分析及处理

王春晖

摘要：社会经济的不断发展，对于电力资源需求量逐年增加，进而给行业带来了较大压力。为解决该问题，并维护城市稳定发展，需加强对汽轮机的维护及保养，降低其故障发生概率。但设备运行中的振动问题极难避免，且会对机组造成严重危害。本文浅析汽轮机振动的原因分析及处理。

关键词：汽轮机；振动的原因；处理对策

中图分类号：TK268 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2017）12-0060-01

Abstract： with the continuous development of social economy， the demand for electric power resources increases year by year， which brings great pressure to the industry. In order to solve this problem and maintain the steady development of the city， it is necessary to strengthen the maintenance and maintenance of steam turbine and reduce its failure probability. However， the vibration problem in the operation of equipment is extremely difficult to avoid and will cause serious harm to the unit. This paper analyzes the causes and treatment of turbine vibration.

Key words： steam turbine； vibration cause； treatment countermeasure

引言

汽轮机组的振动在实际运行中不可避免，但是异常的振动对整体结构的运行却是非常不利的。通过汽轮机的振动检测来对其质量问题进行分析，大致可以发现汽轮机的振动与其安装制造等过程脱不开联系。以下主要结合凝气式汽轮机振动的异常状况进行深入探究。

1 汽轮机振动的特点分析

设备第一次启动升速到超过其临界转速时，可通过轴承振动的大小来判断设备是否存在故障问题，若情况良好，一般可判断汽轮机转子与拖带机组转子在当前处于平衡状态，且轴承尚未受到任何损伤。若在停机后对设备叶轮进行配重，应注意其在空载时要保证空转速度为3000转/min，并保证轴承基频振动在安全范围内，才可进行操作。待机组配置二次发动后，可根据规定标准将轴承垂直振动调整为15μm，在负荷为200MW时，其振动基本保持不变。待振动调整到91.5μm时，需及时打闸停机，此时的大轴扰度，比开机时大100。三次启动时，待后汽封温度高达300度时，需打闸停机。机组在整个过程中会出现振动突增的现象，导致监测系统报警，这便说明设备故障正在逐渐恶化。

2 轮机发生振动的原因

2.1动静碰磨故障

动静碰磨故障有很多种类，按摩擦方向来分主要包含径向碰磨和轴向碰磨两种，而径向碰磨又分为全周碰磨和部分碰磨等。造成碰磨故障的原因常见的有以下几种：当气缸跑偏或者基础不均匀沉陷时，易造成动静碰磨现象；若是蒸汽温度剧烈变化之时，容易引起热弯曲现象，从而造成碰磨现象；当汽轮机组剧烈震动之时，较为容易发生动静碰磨现象。

2.2机组运行效率下降

在汽轮机机组的运行过程中，影响汽轮机正常运行的原因有，蒸汽参数、汽轮机状态参数、油系统参数、各辅机的运行状态等，由于空间结构中的转子运作不稳定，或者中间的结构动荡，导致机组振動频率大幅度提高，对于汽轮机的运作都是非常不利的。或者转子受到外力的作用而产生偏移，不与气缸处于同一位置，机组在正常运行的温度下保持同心利用，就会导致缝隙的产生。机组运作振动频率大幅度提高。

2.3转子热弯曲故障

当汽轮机运行时，转子将会因为受热而出现弯曲状态，进而影响转子的平衡。热弯曲是汽轮机机组较为常见的震动故障，而引起转子产生热弯曲的原因也有很多，在汽轮发电机之中，较为常见的热弯曲故障有以下两种：汽轮机转子热弯曲、发电机转子热弯曲。汽轮机转子热弯曲的原因多是因为转子材质的不均匀、冷却系统故障等因素引起的；而发电机转子热弯曲故障却多是由转轴内应力过大、各零件间连接的不均匀等引起。

2.4液压设备出现渗漏

当汽轮机存在较大震动之时，汽轮机的液压设备极易因震动而引发液压渗漏现象。由于液压设备的材质问题，在铸造之时难免存在不易被发现的缺陷，在设备长期满负荷甚至超负荷运行中，液压设备的外壳极易出现缺口裂纹造成渗漏，进而影响设备的正常工作。汽轮机的油动机是液压设备中较为重要的设备，当液压油渗漏时，对工作环境造成很大影响，威胁了汽轮机的安全运行，阻碍了企业的生产。

3 振动故障解决措施

3.1如何避免动静碰磨对汽轮机的运行影响

当设备出现动静碰磨时，可以现场控制轴震动，以保证机组运行的安全。在汽轮机出现碰磨时，相关人员不能强形提升机组转动速度，以免造成大轴弯曲。当出现碰磨时轴转速在临界值以下，可以立即停止机器运行，对机组进行整修；若是在临界转速以上，则应在震动可以控制的转速期间继续运转一段时间，磨合一定间隙后提升速度，若是震动无法控制则需立即停机，以免危害汽轮机机组的安全。

3.2机组运行中产生的振动

在汽轮机机组的运作中，如果振动过于频繁，就应该人为对汽轮机进行调节，结合蒸汽参数、气缸温度等数据进行有效控制，找到适合汽轮机机组设备运行的情况后，采取适当的方式进行处理。在汽轮机的正常运行时，结合启动速度进行控制，可以明显发现通气流的部分产生摩擦，工作人员应该及时进行停机检测，如果仅仅是振动声音偏大，就可以采取转速调节的方式实现设备的调节，给汽轮机的正常运作提供必要的帮助。如果振动不能够正常消除，那么就应该在该转速下维持部分时间，再将其运行转速提高，就会在很大程度上提升汽轮机运作的负荷。如果不能够按照正常要求带动负荷的提高，那么就会导致汽轮机的运作出现问题。汽轮机如果产生非正常的振动，工作人员就要在控制负荷的基础上来进行振动的有效控制，如果机组能够正常运行，那么汽轮机机组就不会存在问题，如果机组在运行过程中仍然有声音较大的摩擦，就应该及时进行停机操作。

3.3如何解决转子热弯曲现象

（1）汽轮机转子弯曲故障对策：汽轮机转子一般工作环境在高温高压的蒸汽之中，若是转子温度的增加较为均匀，则只会引起转子长度的增加却不会造成转子热弯曲，因此，在汽轮机进行工作时，对汽轮机转子进行热平衡，避免转子产生热弯曲现象。（2）发电机转子弯曲故障对策：当发电机的转子震动与冷却介质的温度相关联时，运行人员需要进行转子通风试验来确定汽轮机内部的堵塞部位，及时进行疏通来保证转子的质量；当检修人员怀疑转子热弯曲是由于绕组的局部短路或匝间短路，可以对相关联的电气设备进行实验，来确定短路部位，并及时修理。

3.4液压设备渗漏问题的有效解决

在企业并未拥有良好的控制液压设备渗漏情况的技术之时，当液压设备出现渗漏后，运行人员往往无法及时有效的解决方式，只能停止发电机组的运行，以求及时修补液压设备的漏洞，然而，液压设备因本身对材质具有较高要求，目前的焊接技术对于漏洞的焊接无法满足液压设备对密封性能的高要求，传统的焊接工艺更是无法修复渗漏区，只能进行设备更换，浪费大量时间。如今，科技的发展已经解决此类难题，使用高分子复合材料可直接进行現场修复，运行人员可以在液压设备出现问题时，简单快速的满足现场故障施工的要求，延长设备寿命，降低更换设备的浪费。

3.5定期维护

在长期的汽轮机正常运作情况下，要定期对其进行维护。检查汽轮机是否会产生某些异常的振动，如果发现有特殊问题应该及时对零部件进行检修或者更换，给汽轮机的正常运行提供重要的保证。在进行转子运动频率的调节时，应该结合转子的运行速度和频率变化，采取有效的调节方式，尽量减少低频振动的现象产生，这对于目前的机械设备应用是非常重要的。

4 结语

综上所述，在汽轮机组日常运行的过程中，出现震动现象是不可避免的，然而，由于运行人员的不规范操作以及设备老化等原因的影响，原本规律的震动呈现出异常现象，进而造成异常振动，影响汽轮机的正常运行。运行人员应注意汽轮机的日常维护保养工作，及时发现汽轮机的故障原因及所属类型，并及时进行故障排除，保证汽轮机组工作的稳定性。

参考文献

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