大型火电厂汽轮机轴承振动的原因分析及处理对策研究

刘蕾

哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 黑龙江哈尔滨 150046

轴承是大型火电厂发电设备的重要关键部件，汽轮机组在长时间工作情况下，汽轮机轴承振动过大可能导致故障，为了在一定程度上提高火电厂汽轮机的运行质量，分析大型火电厂轴承振动的原因是十分必要的，并结合实际情况提出有效且科学的解决方案，这样可以提高处理工艺的科学性，在一定程度上提高大型火电厂汽轮机的安全性能。

1 造成大型火电厂汽轮机轴承振大的原因

1.1 汽轮机轴出现气流激振现象

大型火电厂汽轮机轴在运行过程中，经常出现气流激振现象，从而，导致汽轮机轴承产生振动。这种振动现象是由于蒸汽对汽轮机叶片的连续冲击造成的。当气流到达汽轮机末端时，运行过程将变得混乱和不规则，而叶片自身具有膨胀和收缩的特点，这将对汽轮机的汽道产生一定的影响，从而引起振动激振。如果气流激振频率不稳定，会出现明显的极化现象，导致低频和分量增加，而且，气流也将有较大的差异，这将会产生连续增加的运行参数，在一定程度上会产生汽轮机轴承振动增大的现象[1-2]。

1.2 汽轮机组转子发生热变形

转子的长度会随着安装的容量的扩大而增加，转子中发生热变形现象，将会导致汽轮机组产生异常振动。一是由于振幅的大小和该机组转子的运行时间有一定关系，随着运行时间的增加，温度也会升高。如果超过负荷，冷却状态会发生一定程度的变化，从而导致热变形。其次，随着转子发热量的增加，会产生弯曲变形，这样导致转子出现凹凸不平的状态。为此，当机组在该渠道进行运行时，会出现振动异常现象。与此同时，转子不仅会受到内应力大小的作用，还会受到材质的影响，这将在很大程度上导致热量的释放。由于转子连续受热，振动倍率增大，相位波动导致转子振幅增大。

1.3 摩擦振动增大汽轮机轴承振动

当转子使机组部分区域温度升高时，会出现相应的气压差，这会导致振动信号出现差异。受到线性冲击以及新的不平衡力的影响，会导致机组的振动幅度有所提升。并且，当转子与轴承之间发生摩擦，产生火花，机组区间波形开展分化，随着数量的增加，导致波形出现削顶现象，并且振动变得更加激烈。当汽轮机的突然停止时，行为变化的发生，会使轴承的临界值有所降低，导致温度突然升高，为此，汽轮机会发生振动现象。

1.4 机组在运行中受到轴封供汽压力

轴封的结构、材料和形状均可以导致轴承产生振动，伴随机组运行温度的上升，在一定程度上导致轴承受热产生变形。为此，其中的供汽压力也随之发生变化，使蒸汽从高压端泄露，随着空气将从低压端进入，轴封由于压力高低产生变化，从而导致振动幅度有所增加。

1.5 润滑油油质问题

汽轮机润滑油系统是保证机组安全运行重要辅助系统，润滑油油质不高直接印象机组的安全运行。因为润滑油是供应机组轴承润滑，机组的轴承布置在汽封外侧距离较近，汽封会漏出一定量的蒸汽，所以润滑油因为长期接触蒸汽的原因造成含水量增加，润滑油油质降低，如果不及时更换就会造成轴承磨损加剧，故而轴承振动变大。

2 汽轮机轴承振动大的处理措施

2.1 排除蒸汽激振现象

有必要仔细检查蒸汽引起的振动现象。主要内容如下：①运行人员应根据汽轮机的特点定期检查并记录励磁信息。②分析故障。检验人员应定期将每次振动时间与相关数据对应。根据机组轴承振动的最大值与最小值的比较，绘制了相应的曲线[3]。

2.2 轴封系统加强监视及规范操作

轴封系统的温度压力要作为重点的监控参数，在汽源切换过程中要控制好压力和温度参数。启停机过程中的轴封供汽的切换和参数配置尤为重要，要防止误操作发生。造成设备损伤，机组振动变大。

2.3 掌握摩擦振动原理，减轻摩擦振动现象

相关工作人员应当基于摩擦的基本原理，对振动现象进行深入研究，而摩擦振动一般出现在转子上。若转子发生热弯曲的现象，则汽轮机将会出现不规则运动等情况。根据转子受力面积的不同，摩擦力也不同[4]。如果摩擦力比较大，则转子在连续运作的状况下，会随着温度的升高而导致两个截面中的运转不平衡加剧。当转子局部出现过度受热的情况时，便会导致转子发生弯曲现象。为此，工作人员应当从摩擦的原理出发，进行有效的分析与检查。

2.4 润滑油系统控制

润滑油系统的控制主要有一些几点：

①润滑油工作参数控制，机组运行中，润滑油的主要监控参数是油温和油压。油温变高需要检查冷却器是否工作正常。油压不稳定的原因需要针对不同机组，独立主油泵的润滑油系统，需要检查主油泵是否有问题。但是有的机组主油泵的叶轮是在机组的主轴上，故在机组正常运行中不存在出力问题，此时就需要考虑排烟风机是否有问题造成油箱负压不正常。②油质控制，因为润滑油无法避免的会进入蒸汽造成水分增加油质下降，所以定期更换润滑油并且滤油是运行维护中要严格完成的[5]。

3 结语

综上所述，分析了火电厂汽轮机轴承振动的原因。因此，可以解释为：保证轴承振动的稳定对整个机组的安全运行非常重要。本文说明了几点引发振动增大的情况和日常防范的措施。但是机组轴承振动增大多数情况下设备已经损伤，所以一定要重视机组轴承振动的变化，避免恶性事故的发生。