火电厂汽轮机异常振动原因及解决对策分析

咸基广

摘要：在火电厂的正常运营中，汽轮机的正常运行是其重要保证。汽轮机的正常运行直接关系到发电厂整个发电系统的正常运行，但是目前在我国汽轮机的正常运行中，还存在一些不足，特别是在汽轮机的故障鉴定方面，本文从汽轮机异常故障的主要原因为切入点，对其进行详细的描述，并提出相应的解决措施，不断推动我国火电厂的发展，为维护火电厂汽轮机的正常运行提供切实可行的措施。

关键词：火电厂汽轮机 故障原因 解决措施

一、对汽轮机异常故障研究的必要性

汽轮机是火电厂发电组中最重要的组成部分，其运行正常与否直接关系到发电厂的运行效益，但是由于汽轮机组的运行时间较长，很多部件就会随着时间的推移，功能渐渐衰退。在汽轮机众多故障中其中异常振动是其中最常见的，同时也是比较复杂的一个问题。汽轮机异常振动的原因多种多样，很多部件的不正常运行都会引起汽轮组的振动异常，只有将引起振动异常的原因找到，才能对症施治，完美解决问题。

二、汽轮机故障的主要原因

（一）机组转子热弯曲

转子是汽轮机重要的组成部分，也是引起汽轮机异常的重要部分，转子热弯曲是其中重要的异常故障，而引起弯曲的主要原因是当转子自身具有的热力引发应力，如果在运行中气缸热应力大就会导致冷热空气之间产生动静摩擦，中心孔进油的现象，这些都是造成转子热变形的主要原因。对于转子原因造成的汽轮机异常振动不仅会造成临时性危害，还会对汽轮机造成永久性危害。而造成这两种伤害的主要原因是由于转子质量的偏心不同，因此造成与质量偏心类似的旋转矢量激振力。周弯曲使得转子两端产生锥形运动，使得轴向产生巨大的工频震动。在转子弯曲的情况下，转子的弹力和转子本身不平衡产生的离心力不同，这两种力相互作用，相互抵消，转轴的转动幅度会减小，形成凹谷相撞，对汽轮组产生不可抹灭的危害。

（二）气流激振产生的异常现象

气流激振也是产生汽轮机组振动的主要原因，气流激振主要体现在以下几个方面，首先当汽轮机组所承受的应力超过了本身所能承受的最大值，机组的转轴就会产生巨大的振动。其次当汽轮机产生强烈振动的时候，其产生的频率和高压状态下转子的临界转速一致。最后，气流激荡的位置一般都在高压转子的部位，对于复杂的汽轮组来说，如果末级叶片较长，叶片受到气体的扰乱产生气流激振的现象。当叶片搜到不均匀气流的冲击，也会产生气流激荡的现象。

（三）油膜震荡产生的异常

汽轮机的油膜常常处于高速运转的情况，但是如果长时间不检查，汽轮发电机会在油膜高速运转的震荡下会失去稳定性。但是由于转子的旋转不仅需要围绕轴线进行，还必须在旋转中找到平衡点以便产生涡动，这种现象常常产生油膜在非机械的驱动下产生激震荡。当半速涡动的速度和专利最大临界速度一致时，产生涡动现象，造成激烈的振动。

（四）摩擦振动产生的异常

摩擦振动也是产生汽轮发电机异常振动的重要现象，其中一方面是转子热弯曲异常产生新作用力，打破了应力之间的平衡。振动产生的力收到冲击和非线性因数的影响，使得转动频率发生变化，导致汽轮机发生振动。另一方面，在摩擦振动产生的时候，其中振幅和相位也会随着变化发生异动，导致波动时间较长，对汽轮机产生异常振动。

三、针对火电厂汽轮机异常的解决措施

（一）转子热弯曲故障的解决措施

为了应对转子弯曲产生的汽轮机异常现象最直接的方法就是更换转子，降低汽轮机的异常转动。当振动强度降低，相应的其作用力也会降低甚至消失，从而减少引起的汽轮机组异常的现象。

（二）气流激振故障的应对措施

由于气流激振有其必要的特点，因此为了解决这一问题，首先应该确定气流激振的位置，只有找到气流震荡的位置，才能对症施治，提高维修效率和质量。因此在解决这类问题的时候应该实施措施，挑取汽轮机异常的数据，分析汽轮机一年之内的振动数据和机组满负荷数据，从数据中找到异常的理论原因和发生异常的时间。为了使得数据更加直观化，可以利用计算机自动制表的功能，将数据制成曲线图或者是折线图，这样更便于分析。不管何时，都应该及时测量机动组工作的现状，以便及时采取措施降低符合便化率，避开产生气流激振的复核范围，保证汽轮机的正常运行。

（三）针对油膜震蕩异常的应对措施

对于油膜异常产生的震荡故障当前我国主要采取以下五种方式进行1.增加轴瓦比压，在强大压力的作用下，其振动幅度会大大降低，从而提高汽轮机的运行稳定性。2.缩小轴瓦顶部的间隙，减少产生振动的空间，保证汽轮组的稳定性。另一方面，增强轴瓦的轴承合金的宽度，这样也能大大减小产生振动的空间。这两种减少振动空间的方法因其简单易操作性目前在我国的汽轮机维修中占据着重要的位置。3.缩小轴径和轴瓦之间的角度，将其控制到合理的范围内，只有这样才能保证汽轮机摩擦振动的频率和振幅，保证汽轮发电组的稳定性。4.将润滑油的动力粘度降低到合理的范围内。5.利用平衡的原理不断降低转子本身所具有的不平衡力量，将转子本身的转速尽量达到平衡，只有这样才能保证其发电机组的稳定性，提高其工作效率。

（四）摩擦震动故障的应对措施

摩擦振动主要是由于汽轮机平时的工作没有经过必要的维修，相关的零件磨损比较严重，为了解决这一故障，应该加强对汽轮机的日常检修，对正常工作的声音进行必要的检测，如果出现异常声音，及时对其进行必要的检查，找出其中的原因，并对其进行彻底的维修，如果是由于零件错位造成的异常，应该对其进行及时的维修，如果是零件磨损造成的异常，应该对其进行及时的更换，避免因为零件异常造成整个汽轮机组发生故障，影响发电厂的正常运行。

四、结语

总而言之，火电厂汽轮机的异常振动现象是不可避免的问题，为了解决这一问题，最重要的是要加强日常维护工作，对日常中产生的小故障，小异常引起高度的重视，确保不会引起更大的异常。同时也应该对其中的的故障进行正确的原因分析，同时确定正确的应对措施，只有这样才能保证汽轮机的正常运行，提高火电厂的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]荣峰.谈火电厂汽轮机异常振动原因分析及处理措施[J].城市建设理论研究：电子版，2015，（20）.

[2]张彩霞.关于火电厂汽轮机异常振动的情况分析[J].科技创新导报，2013，（28）.

[3]张连庆.电厂汽轮机异常振动原因及处理措施[J].工程技术：全文版，2016，（07）.

[4]艾欣芳.发电机组检修技术手册[J].机械研究与分析，2006，（04）.

[5]王东炎.发电机组异常振动排除[J].机械工业，2007，（12）.

（作者单位：吉林电力股份有限公司浑江发电公司）