电厂汽轮发电机组异常振动问题及解决措施探讨

杨生理

摘 要：电厂汽轮机组的异常振动问题是影响机组正常运转，甚至影响电力生产的重要问题。因此，针对这种异常振动，必须要及时找出原因，采取有效的预防措施，尽量减少汽轮机组的振动发生，保证设备的平稳运行。

关键词：汽轮机组；振动问题；解决对策

像汽轮机组这类转动机械，发生细小的振动是正常的也是无法避免的。只要振动幅度控制在一定的标准范围内都不会影响机组正常运行。而一旦出现超出标准的异常振动，则会对汽轮机组的零部件产生一定程度的破坏。强烈的异常振动使部分零件损坏后，又会增强部分零件的摩擦与振动，造成恶性循环，对设备的危害极大。

1 汽轮机组异常振动原因分析

汽轮机组是火力发电厂中的核心部分，因此，通常处于长时间运转状态，久而久之，各部分的零部件由于长期磨损就极易发生故障，这严重影响到了发电厂的正常生产工作。其中最为常见的故障就是汽轮机组的异常振动。汽轮机组的异常振动可能由很多因素引起，机组设备中任何一个零件的的故障都有可能引起一场事故的发生，另外进汽参数、油质、油温、疏水等环节也会对汽轮机组的振动问题产生影响。我们必须要加强对汽轮机组振动原因的分析，这样才能找出问题的根源，迅速高效的解决异常振动问题带来的不良影响。

2 汽轮机组常见的振动类型与排除

2.1 汽流激振现象与故障排除

汽流激振现象的主要特征是出现较大量值的低频分量，运行参数对振动拼读的影响比较显著，而且振动的增大多为突发性的。产生这种现象的主要原因是由于汽轮机的叶片受到不均衡气流的冲击。而大型机组主要是因为砌体在叶片膨胀末端产生冷气流的紊乱，引发汽流激振。另外，汽轮机的封轴也可能出现汽流激振的现象。汽轮机组的这种现象需要经过长时间的观察和记录才能够从数据的对比中发现的，而且应该将机组其各项数据指标绘制成曲线图，这样更加有利于观察和判断。具体的排除措施是，通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，以达到消除气流激振的目的。就是通过降低负荷变化率，尽量避开产生汽流激振的负荷范围，来减少气流激振现象的产生。

2.2 转子热变形导致的机组异常振动及故障排除

一倍频振幅与转子温度以及蒸汽参数都有着重要的联系，转子的热变形多数都是在机组冷态启动后的定速带负荷期间。这一期间转子的温度逐步升高，由于材质内应力使得转子出现热变形，进而使一倍频振幅变大。由于转子热变形发生弯曲，从而引发了机组的异常振动。而转子的弯曲还有永久弯曲和临时弯曲两种，故障类型不同，影响程度也不同，但是其故障形成机理都是相同的，都是是转子质量发生偏心，都属于旋转矢量激振。而与一般的质量偏心不同的是轴发生弯曲会使两端出现锥形运动，由此会产生加强的异常振动。而且，当转子出现弯曲时，会有一定的弹力，在異常振动产生时，弹力对于振动会有所抵消，减轻振动幅度，在某一个转速区间会使振动出现一个最低值。针对这种现象，应该及时更换状态良好的转子，减小自己的异常振动，转子稳定，异常振动也会随之消减。

2.3 摩擦振动及故障排除

摩擦振动主要是由于转子发生热变形，产生弯曲，生成不平衡力导致，振动信号的主频仍为工频，在发生摩擦时，振动的幅度和相位都具有一定的波动性，且波动的持续时间比较长。出现较严重的摩擦，振动的幅度和相位则没有明显波动，振动幅度会迅速激增。另外，在降速超出的临界值时，振动的的频率上升比较迅速，停机后，转子处于静止状态下，测量大轴的晃动程度都有明显的增加。汽轮机组的转子由于摩擦可能产生振动和涡动的现象，但影响最大的还是转子的热变形。在动静摩擦中，各个接触点的摩擦程度是不同的，摩擦程度较大的部位温度相对摩擦小的部位较高，这就会使转子的截面温度不均，产生转子热弯曲，出现新的补平衡力，导致转子出现振动。

2.4 轴承间隙引起的振动及故障排除

轴承是汽轮机运行的基本保障，其间隙的大小与故障的发生息息相关。假如轴承的间隙比正常情况大，那么就会造成汽轮机的搅拌过于分散，从而使振动幅度加大而影响正常的使用。由于间隙不合理而引起的振动异常需要工作人员对汽轮机做定期开机检查，查看轴承的间隙是否符合生产需求，做好间隙的整合工作，从而使其始终都处于适合工作的状态。

3 加强振动监测工作

汽轮机组在启动和运行中都会有一定程度的振动。当设备发生了缺陷振动或机组的运行工况不正常时，汽轮机组严重威胁设备和人身安全。例如振动过大将使转子叶片、叶轮等的应力增加，甚至超过允许值而损坏；使机组动静部分，如轴封、隔板汽封与轴发生摩擦，使螺栓紧固部分松弛；振动严重时会导致轴承、基础、管道甚至整个机组和厂房建筑物损坏。由此可见，汽轮机组的振动对机组的安全经济运行影响很大，为此，要寻找其振源，监视其振动。汽轮机组振动监视的主要内容为监测振动物体在选定点上的振动幅值、振动频率、相位和频谱图等。位移、速度和加速度是表征振动的三个重要的参数，因为它们之间只要通过微分或积分运算就可相互转换，所以在实际测量中可用多种方法进行振动测量。在监测过程中，要重点对轴振动，轴位移，瓦振，差胀，缸胀，转速，零转速，超速保护，偏心，键相等参数进行监测，及时发现问题，尽早进行解决。

4 加强设备结构维护

轴承是必须要维护的设备之一。如果轴承的间隙偏大或者偏小，都会使汽轮机的内部结构产生碰撞和不稳定的状态。所以，工作人员需要收集大量的数据进行对比，然后通过数据对比来确定最佳的轴承间隙和距离，从而保障汽轮机安全稳定生产。同时，为了保证转子的平稳运行，要定期检查和更换转子油膜部件等。如果不调整大机组的顶轴油，则会削弱油膜的工作效果，造成轴承间的润滑失效，增加振动的变化。因此，电厂应经常检查油膜以及溢流孔结构是否合理和正常。

另外，还需要做好定期安排检修计划。检修班组根据单位参与机组检修计划的释放应力，在应力释放进入稳定期后开缸检查转子的弯曲度，然后由技术人员决定继续工作单元的性能，对需要维修的应返回维修厂进行处理和报告。

5 结束语

电厂汽轮机组的振动问题是影响机组正常运转，甚至影响电力生产的重要问题，汽轮机组的振动状态是评价机组运行情况的主要技术指标。而在实际的生产过程中，因机组异常振动而影响设备使用，延长检修期的问题时有发生，我们应该加强对汽轮机组振动情况的监测，采用科学合理的减小振动的有效措施，维持机组设备的平稳运行。一旦出现了异常振动的现象，一定要認、认真分析原因，寻找最佳的解决方案，及时进行处理。另外，在对汽轮机的运行操作人员也要进行相关的技术培训，使其严格按照操作规程操作，增强分析和处理异常振动的能力，更好的确保汽轮机组的稳定安全运行。

参考文献：

[1] 贾晓东.电厂汽轮机组振动问题分析与解决对策[J].煤矿现代化，2015（2）：90-91.

[2] 段元香.火电厂汽轮机振动故障探讨[J].商品与质量，2015（50）.