火电厂汽轮机异常振动原因及解决对策分析

杨腾

摘 要：火电厂的正常运转，与汽轮机的工作息息相关，但是在汽轮正常运转的过程中，总是会出现这样或者那样的问题，汽轮机出现故障，会导致区域内的供电停止，严重的将会导致安全事故。为此，加大对火电厂汽轮机异常因素的研究，通过对相关因素的了解，采取有效地解决措施。技术人员通过对问题的研究，还可以判断火电厂汽轮机运转的工作状态，促进火电厂的发展，因此，本文就煮几方面进行了一系列的研究分析。

关键词：火电厂 异常振动 振动原因

引言

想要了解到汽轮机工作中异常振动的原因还比较复杂，需要考虑运转中的各个重要因素，其中涉及的方面有仅有的参数、有的性质和质量、有问的变化等方面都将会严重影响汽轮机的运转。这就要求检修人员根据不同的振动状况，分析其中的原因，然后就相关问题及时有效的采取相应的针对性措施，提高火电厂的汽轮检修效率。

1、运行中机组振动发生显著变化的故障2+I激振原因

1.1这类故障最常见的激振原因是机组在运行中转动部件飞脱（如汽轮机转子掉叶片），多数发生在中小容量的机组上。机组除正常发电外，还担负着供热和电网调蜂等任务，此运行方式给机组的安全稳定运行带来一定影响。

主要特点振动频率主要以基频为主，振动矢量发生较大变化，而振动幅值不一定都有明显的反映。因为部沣飞脱对振动的影响主要决定于飞脱部件的质量、所处的半径轴向位置与原始不平衡的夹角等。对25～50MW机组的汽轮机转子来说，若飞脱部件所处半径为0.5m，而且在转子两端，在3O00r/mln下，其影响系数大约为20-40～m/kg。

2、转子存在热不平衡的故障

2.1 激振原因这类故障较为常见的激振原因是由转子受热后平衡状态恶化所至，近几年在多台机组上时有发生，如呼和浩特发电厂5号机、包头第一热电 厂2号机、7号机、包头第二热电厂3号机、乌拉山发电厂3号机、海勃湾发电厂2号机等都发生过此类故障。

2.2 振动特点机组在空载（3000r/rain）下振动不大，随着有功负荷或励磁电流的增加振动逐渐变大，当有功负荷或磁电流减小时，振动并不立即减小，而是在稳定一段时间后才逐渐减小，这种现象表明振动与机组受热状态有关 ，明显地包含了一个随有功负荷增加而加大的热量。热变量是指转子受热后振动的变 化量。这种热变量有两种表现形式：一种是随空负荷下振动的减小而减小或消 失。[1]处理这种热变量比较简单，只要调整轴系平衡降低空载振动即可。但是产生 这种热变量的原因目前尚不清楚，有待于进一步研究；另一种热变量与负荷下振 动大小无明显的关系，或虽然有关但把空负荷下振动：机组振动与受热状态的关 系降低后热变量仍然较大。产生这种热变量的原因对于中小容量的机组可能是 汽缸受热后膨胀不畅所至，而对于容量较大的机组主要是转子存在热不平衡所 至，转子存在热不平衡的直接后果是产生热弯曲，热弯曲导致振动的机理是众所 周知的。

3、运行因素

3.1 转子弯曲。汽轮机转子如果存在材质不均匀的情况，在高速运转受热后会发生弹性热弯曲，导致不可逆形变；汽轮机启动时，如果盘车或暖机不充分，上下缸温度差异大 ，转子横截面内温度场分布不均，也会因弹性热弯曲而出现不可逆形变 。

3.2 机组启动。汽轮机从启动到正常运转的这段时间内，各金属构件及管道导热均处于一个不稳定的状态 ，期间容易受到各种机械应力、热应力的作用而产生振动、形变以及复杂的热膨胀效应。此外，机组冷态启动与热态启动 的操作步骤存在差异，若人为混淆可能导致机组强烈振动。例如，某厂-660MW汽轮机组在冷启动时 ，操作人员未待 缸体充分膨胀便过早结束低速冲转，导致机组在通过临界转速时发生剧烈振动 ，最后突破阀值而发生跳机。

3.3 润滑油温。油温与轴瓦间油膜的形成息息相关，而油膜对转子稳定性具有至关重要的影响。油温过高会导致润滑油粘度下降，不利于轴瓦内油膜的形成，进而引起转子系统干摩擦。温度过低会导致润滑油粘度超标，引起油压下降，进而引 起转子振动的加剧。

4、电厂汽轮机组振动问题的解决措施

4.1 汽流激振故障解决措施 针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时 间（一年以上）记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷 时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线变化情况。简单的 说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变 化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式避免汽流激振。

4.2 提高安装精度 轴系连接要尽量做到平直、同心。转子水平放置时，会由于自重作用而产生微弱的静挠曲，故转子安装完之后，应确保各转子轴线构成一平滑的曲线，否则会导致轴承本身负载的不一致 ，降低转子运行的平稳性。在实际安装过程中，应根据轴承的具体方位来确定曲線的实际方位 ，务必使 整个转子呈一连续的光滑曲线。精确安装轴承，汽轮机组中使用了很多的可倾瓦轴承 ，这类轴承的特点是稳定性极强 ，并且可以有效地缓解油膜振动。在安装过程中，应确保轴承盖与轴瓦之间的紧力满足设计要求。提高轴承座安装精度。轴承座安装应当结合图纸要求及相关规范进行严格把关，根据实际需要，安装时可予以多次测量 ，求得加权平均值。同时应注意，轴承座几何中心应与轴颈承力中心保持重合。

4.3 控制油膜振荡 应使用优质润滑油 ，确保油的粘度、压力、湿度等达到相关指标要求。当前国内使用较多的汽轮机油有32号与46号两种，其中32号油的粘度性能要优于46号油。调整润滑油进油温度。以300MW汽轮 机组为例，一般要求润滑油的温度在40℃～45℃之间，保持该温度区间既能降低润滑油粘度，又不会造成油压下降。[4]控制轴承间隙。实践经验表明，如果轴瓦顶隙过大 ，会造成稳定性大幅下降，因此要尽可能地减小轴瓦顶部间隙。目前比较常用的做法是修刮轴瓦中分面，将圆筒轴瓦变为椭圆轴瓦，将椭圆轴瓦的椭圆度加大，将三油楔轴瓦变为椭圆与三油楔混合型轴瓦，以此增加上瓦的油膜力，减小轴颈上浮高度，进而增强轴瓦稳定性。一般情况下，椭圆轴瓦及三油楔轴瓦的顶隙宜保持在轴颈直径的0.1% ～0.13%，具体取值应视轴颈直径大小而定，直径较大则取上限值，反之则取下限值。对于圆筒轴瓦，在当前的汽轮机组中已极少采用，少数使用的圆筒轴瓦实质上应当属于椭圆轴瓦的范畴，其顶隙与侧隙已经十分接近，如果这类轴瓦发生自激振荡，应将顶隙缩减到轴颈直径的0.12%～0.15%，防止因顶隙过小而造成钨金温度的异常升高。加强排查检修汽轮机转子运行过程中，由于受到高温、高压、潮湿、高速旋转等复杂工况的影响，很容易发生故障。因此，必须加强转子故障的排查检修，尽早发现问题并予以维修或换新，防止因转子振动而造成整个机组的故障。

结束语

综上所述，电厂汽轮机组产生振动的原因是多种多样 的，在实际的工作之中我们应该结合实际的工作环境，深入 剖析振动产生的原因，在此基础上提出相应的解决措施，只 有这样才能保证措施的有效性，从而保证电厂汽轮机组的正 常运行，促进我国电力事业的快速发展，为人们的生活和生 产提供更为稳定的电力供应。

参考文献

[1]赵华.火电厂汽轮机异常振动故障排查技术分析[J].黑龙江科技信息，2015，（24）：39-40. [2017-09-06].

[2]殷富伦.浅谈火电厂汽轮机异常振动原因及处理措施[J].科技创新与应用，2015，（27）：163.[2017-09-06].endprint