火电厂汽轮机异常振动故障排查技术分析

陈道水+程兆强

摘 要：本文主要是从油膜振动、气流激振、转子热弯曲以及摩擦振动四个方面对火电厂汽轮机异常振动故障排查技术做出了详细的分析和研究，这为有效的排查出火电厂汽轮机的异常振动故障提供了可供参考的意见和建议。

关键词：火电厂；汽轮机；异常振动；故障排查技术

随着社会经济的快速发展，我国的城镇化建设和工业化建设进程显著加快，这在很大程度山都增加了对各项资源能源的需求。目前在我国电力系统中，火电厂仍然是主要的发现形式之一，为了更好的满足人们对电力资源的需求，确保人们的用电安全，火电厂就需要保证自身系统运行的安全性和稳定性，这对我国城市化发展水平的进一步提升也具有重要的作用。但是火电厂汽轮机在运行过程中，由于受到各方面因素的影响，很容易出现故障问题，对整体系统的正常运行产生影响，因此相关人员在日常工作中需要做好故障排查工作，最大限度的避免汽轮机在运行过程中产生故障，对机组的正常运行产生不良影响。目前在火电厂汽轮机中，最常见的故障就是异常振动，这主要是由于机件磨损，或变形等原因造成的，维修人员需要根据实际情况进行针对性处理，保证汽轮机能够正常运行。

一、油膜振动

（一）产生原因

汽轮机在启动升速的过程中，经常会出现油膜振动问题，主要是由于轴承油膜快速选装的状态中，在较大荷载作用的作用下会对整体原先的稳定性产生影响。当轴承油膜好处于稳定状态时，发电机转子旋转的中心是轴线，如果稳定状态遭到破坏之后，就会在一定程度上增加轴颈旋转线速度，进而增加轴承与转子之间的摩擦损耗，降低临界的轴系转速，导致油膜压力会持续增加[1]。这样一来，油膜就会产生震荡，对机组的运行稳定性产生直接的影响。在油膜震荡过程中，随着转速的上升振动程度也会随之增加，但振幅并不会缩小，当持续增加轴颈转速的时候，也会同步增加半速涡动振动的频率，当振动的频率达到一定限值的时候，共振就会放大涡动，增大增幅，进而使转轴跳动程度更加强烈。如果油膜振动程度较为严重的话，也会在一定程度上影响着外露的机组主轴外露部分，增加破坏程度。

（二）排查维修措施

根据油膜振荡发生的原理，为了保证转子和轴承工作更加可靠、安全，就需要使摩擦力减小，保证润滑油的湿度和压力能够满足相关标准要求规定，并使润滑动力粘度最大限度的降低，这主要是由于润滑油粘度与油膜承载力之间是呈正比例关系的，但如果仅仅只是单一的提高润滑油粘度的话，就会对油的均匀分布造成破坏，进而导致摩擦力增加[2]。另外，在油膜振荡故障排查中，还可以利用降低轴瓦与轴颈两者只阿金的接触角、轴瓦顶部的间隙或者是增加上轴瓦轴承的合金宽度。

二、气流激振

（一）产生原因

汽轮机组的高中压转子部位很容易出现气流激振问题，其原因主要是由于汽轮机内的蒸汽在逐步膨胀过程中，一方面高中压转子会形成切向力转矩，另一方面低压端还需要承受高压端形成的轴向力。在这种情况下，不平衡气流会对高中压转子叶片产生冲击，进而形成气流激振故障。

（二）排查维修措施

根据上诉分析可以得出，在排查维修气流激振故障的过程中，首先需要校验钻子的动平衡状态，保证转子的旋转中心与质量中心具有一致性。其次在日常检查的过程中，还需要对振动数据做好记录，然后相关技术人员就能够根据振动数据，结合振动曲线判断其是否存在异常情况[3]。

三、转子热弯曲

（一）产生原因

转子指的是汽轮机组中转动部分的统称，是实现能量转换中的主要组成部分。造成转子出现热弯曲变形的原因主要与工作环境中的蒸汽参数、温度参数之间具有直接的关系，并出现异常振动。目前汽轮机组在带负荷运行阶段中，发生转子热弯曲故障的机率比较大，在该阶段中，转子的工作环境不仅温度较高，同时旋转的速度也比较快，在强大离心力的作用下，主轴、叶轮以及叶片都需要承受较大的应力，进而很容易出现弯曲形变。当出现转子热弯曲故障之后，如果没有将损坏的机件进行及时更换的话，很可能会引发其他安全隐患，如摩擦振动等[4]。

（二）排查维修措施

汽轮机钻子的工作区域主要是集中在蒸汽区域内，这就表示发生热弯曲的故障是较为常见的，因此在设计转子的时候就应该考虑到这一方面的问题，尽可能的使用耐高压、高温、腐蚀的材料。如果发现转子出现热弯曲问题的话，就需要及时的停止运行，并将出现故障的零部件更换，进而消除故障影响，这是唯一的解决办法。

四、摩擦振动

（一）产生原因

摩擦振动故障的发生原因主要是在长期运行的过程中，联轴器、主轴、叶轮、叶栅等转动部分的零部件在长期的高温环境和作用力影响下，就会出现热弯曲问题，并对原先的平衡状态造成破坏，进而产生异常振动现象，但目前工频仍然是汽轮机的主要振动信号。但是转子在各种因素的影响下，如冲击、非线性因素等，常常会出现高频、倍频、分频分量现象，严重的话甚至会出现波形削顶问题[5]。当出现摩擦振动故障时，汽輪机转子的振动幅值和频率具有一定的波动特性，当摩擦振动持续时间比较长的话，还可能会出现涡动问题。

（二）排查维修措施

汽轮机组转子在运行过程中，所处的工作条件和环境具有一定的复杂性，不仅仅需要承受较高的气流作用力和高速旋转，同时还会受到高压、潮湿、高温环境的腐蚀，进而对转子的安全运行状态造成直接的影响，因此后期的保养和维护工作是十分关键和必要的。这样一来，一旦出现异常情况，就能够及时发现，并采取针对性的补救措施，如更换、维修出现摩擦振动的机件，有效的避免对整个机组的正常运行都产生不良影响。异常振动是汽轮机组最常见的一种故障，引起故障发生的原因比较复杂多样。一旦出现异常振动情况的话，就需要根据振动现象差异找出波动特性相位，并根据故障程度和影响采取针对性的检修措施，保证火电厂汽轮机组能够正常运行。

结语：总的来说，在火电厂汽轮机异常振动故障中，最常见的主要包括油膜振动、气流激振、转子热弯曲以及摩擦振动四个方面，在故障排查的过程中，最关键的就是需要根据振动类型的不同，找出相应的故障部位和原因，并针对性的采取针对性措施及时处理，将故障影响程度控制在最小范围内。这样一来，就能够保证火电厂正常运行，对经济效益的增长也具有积极地促进作用。

参考文献：

[1]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.

[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，2013，28：75.

[3]陈可露.火电厂汽轮机异常振动原因及解决对策分析[J].中国新技术新产品，2016，15：63-64.

[4]张建波.火电厂汽轮机异常振动问题的检测与排除[J].硅谷，2013，02：256.

[5]葛磊.火电厂汽轮机运行异常振动原因分析[J].科技创新与应用，2016，35：123.endprint