火电厂汽轮机运行异常振动原因分析

葛磊

摘 要：火电厂的正常电能供应离不开汽轮机的作用，但是在很多火电厂运行中，都会发生汽轮机故障，直接导致供电停止，甚至发生一些安全事故，为了有效控制这些问题，技术人员研究了通过检查汽轮机是否有异常振动，然后判断其工作状态，及时解决潜在威胁，保证供电的正常化。下面就对这些方面进行分析，希望给有关人士一些借鉴。

关键词：火电厂；汽轮机；振动原因

分辨汽轮机出现的异常振动比较复杂，例如进汽参数、油质的差异、油温的控制等都会引起异常振动，要求检修人员清除不同故障发出的不同振动声音，然后有针对性的进行处理，提高检修效率。检修中一般都是从振动频率、振动相位变化、振动稳定性、相邻轴承相位入手，下面就分析汽轮机发生异常振动的原因，然后分析有效的处理措施。

1 分析火电厂汽轮机出现异常振动的原因

1.1 转子受热弯曲变形

在实践经验总结中得知，转子出现热弯曲变形的原因也有很多种，但是常见的就是自身热量过高，不能及时散热，从而产生应力变形，转子运行过程中气缸会进入冷空气，进入水汽，那么这些气体会和气缸产生静摩擦和动摩擦，最终导致发电机转子冷却存在着差异[1]，这样转子就不可避免的发生热变形。当转子发生弯曲变形之后，转轮机组就会出现异常振动，出现这一问题，可能会临时产生危害，也可能是永久性产生危害，虽然直接后果不同，但是原因都是转子质量偏心造成的。如果不能及时控制，引发和质量偏心类似的旋转矢量激振力。

当转子出现弯曲，这种弯曲会导致轴弹力不同，转子运行中出现不平衡问题，同时出现的离心相位也不同，如果二者作用力可以相互抵消，也就是作用力大小基本相同，那么转子的振动幅度会非常小，在专业术语中称之为凹谷相撞，这一情况和转子不平衡导致的动力特征存在着很大的不同。如果二者力不能相互抵消，力的大小差距很大时，就会出现严重的振动噪音，那么相关人员要及时进行检修，必要时可以更换新的转子。如果不平衡值比弯曲作用力的值大，振幅的减少量在临界转速之下。如果不平衡值比弯曲作用力的值小，振幅的减少量在临界转速之上。有此可见转子受热弯曲变形的危害非常大[2]，而且故障特点明显，因此检修人员只要严格按照流程工作，提高岗位责任心，就可以及时发现问题解决问题，保证火电厂的正常运行。

1.2 气流发生激烈振动

很多大型汽轮机出现的振动，都是由于气流的激烈振动造成的，当出现气流激振时会表现出以下几个特点，第一点，汽轮机组承担的负荷会超过一个特定的值，这样汽轮机轴发生剧烈的振动。第二点，在强烈的振动之下，产生的频率和高压下的转子频率一致。第三点， 在高压转子段发生气流激振问题，末级时间过长，气体在叶片末端出现紊乱，甚至会发生气流激振问题，进而叶片受到不均匀气流的冲击出现气流激振的问题。

1.3 设备中的油膜发生震荡

汽轮发电机转子在高速运转时，就会失去之前的稳定性，因此在旋转时需要围绕轴线运行，还必须围绕平衡点涡动，这样油膜就会出现激震荡。除此之外，还会出现半速涡动情况，例如轴线涡动频率在转子转速一半时，如果半速涡动速度与转子临界速度相同，其就发生共振问题，导致整个设备出现严重的振动。

1.4 设备出现严重的摩擦振动

对于摩擦振动而言，主要有两个特点，第一点在转子热弯曲情况下，会有新的作用力，导致不同力之间的平衡被打破，但是其主频率还是工作频率，在非线性因数的影响之下，会导致频率的不同，甚至其波形会发生削顶问题，第二点，当出现这种摩擦振动后，其振动的幅度，以及相对位置会有一些波动，波动的时间也比较长。重摩擦出现的高温要比轻摩擦高很多，那么转子截面温度发生不均匀问题，当对其局部加热后，转子就会出现热弯曲问题，这种情况下就会发生严重的振动。

2 解决火电厂汽轮机异常振动的具体方法分析

2.1 解决转子热弯曲的措施分析

保证安装的正确性。可以使用拉钢丝找中心法对轴线进行找正，在基础安装中，在纵向中心线的前后，一定要先设置预埋件，然后安装可调整螺栓，用于钢丝架子的挂放。然后延着纵向中心线的方向，在上面挂上钢丝。最后进行第一次找正，先使用钢皮尺对钢丝离洼窝中心两侧的距离进行测量，然后对轴承座横向的位置进行适当的调整，保证两侧距离的一致性，允许的误差在0.05mm左右。除此之外，在第二次测量时，在进行横向找平时，可以使用水平仪测量，要把水平仪放到轴瓦洼窝结合面上，然后对台板下面的斜垫铁进行合理调整，保证其实际高低情况，保证轴承座横向水平符合要求。第三次找正时，对整个汽轮机组进行找正。只有保证轴承安装正确，其运行中受力均匀，就不会发生振动异常问题，有利于该设备的寿命延长。

2.2 分析解決气流激振的措施

结合总结出的气流激振特点，在解决这一问题时，可以对故障进行跟踪调查，结合这一年工作中机组运转的数据，尤其是振动参数，将其绘制出曲线图，然后观察曲线图所发生的变化，要求在不同情况下，明确机组在气流激振状态下的工作情况，然后检查中将其振动情况和总结经验进行对比，从而分清其是否存在振动故障，有效避免出现气流激振问题。

2.3 解决油膜振动的措施分析

当在汽轮机组中出现了油膜振动后，解决措施有五个，第一种，增加轴瓦比压，有效控制油膜发生的振动。第二种，缩小轴瓦顶部的间隙，将上轴瓦的轴承合金宽度增加，这样能有效减少振动频率。第三种，将轴瓦和轴颈之间的接触角度减少，当减少到一定范围后，其振动就会减少。第四种，使用的润滑油很关键，要使用动力粘度较小的润滑油[3]，这样就会对其正常运行造成影响，轴受力就会单一，不会出现复合力导致重心变化，出现振动问题。第五种，利用平衡力原理，把设备中存在的不平衡力降到最低，当其相互平衡后，就不会发生加大位移，进而出现振动的概率降低。

2.4 分析解决摩擦振动问题的措施

摩擦振动是比较麻烦的，因为任何机械设备在运行过程中，都会存在摩擦力，这一问题是不可避免的。在日常检查汽轮机的时候，或者是进行设备维修的时候，要重点对各个部件进行检查，尤其是相互之间的摩擦情况，分析其是静摩擦还是动摩擦。除此之外，时刻留意机组的各个零件之间是否存在着摩擦声音，声音不能超过一定的范围，振动频率也要控制在一定的限度内。如果发生严重的异常声音，那么工作人员针对该设备，或者设备中的局部构件等进行维护和更换，避免相邻的零件之间摩擦产生振动使得汽轮机组出现故障。

3 结束语

通过以上对火电厂汽轮机运行异常振动原因分析发现，这些故障在日常工作中不可避免的会发生，因此相关班组必须做好日常的检修、维护工作，提高个人检修能力，当发现汽轮机设备有异常振动后，就可以判断出故障原因，然后严格按照操作流程处理，避免故障恶化。在以后的发展中，电力企业要加强人员的培训，提高个人能力，提高岗位责任意识，将工作放到第一位上。

参考文献

[1]卢旭东.火电厂汽轮机异常振动故障排查技术分析[J].科技创新导报，2012（12）：74.

[2]张力海，蒋文辉.火电厂汽轮机异常振动故障排查技术分析[J].

2013：306.

[3]李振宇.火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断[J].电子测试，2013（6x）：243-244.