汽轮机异常振动原因分析及解决对策

吴迪 张宇

摘 要：汽轮机在火力发电厂中具有十分重要的作用，它的运转效果是否正常，直接影响着火电厂生产的经济性与安全性，而汽轮机的核心是转子，但其最容易出现问题，在运行的过程中，往往会因为异常情况出现振动，直接影响着汽轮机的工作，如果出来不当就会造成汽轮机的工作出现问题。对于汽轮机振动可以采用噪声、温度、压力等方式进行检查，然后根据具体的情况进行处理。

关键词：汽轮机;异常振动;原因分析;解决对策

1 汽轮机异常振动原因分析

1.1 油膜振荡引发异常振动

汽轮机中有一种重要组成部件就是油膜，汽轮机被工作人员启动后，汽轮机开始进行高速旋转，这时发电机的转子开始进行高速旋转，油膜对轴颈的作用力大于轴颈重力和科氏力的合力，使轴颈向上浮动，产生弓形涡动，伴随着强烈的作用力作用到轴承的油膜上，慢慢的就会导致油膜的稳定性降低并且开始出现振动的现象。而且就算当发电机开始正常运行时，旋转的轴颈在滑动的轴承中带动润滑油高速流动，由于作用力与反作用力的作用，高速转动油流就会反过来作用轴颈，最终就会产生一种振荡的现象。

1.2 气流激振

发电厂运行时间较长，各类机组需要长时间、超负荷运行，短时间内轴振会加速。此时，采取降低运行负荷，振动也会相应的减速。在不均衡气流冲击的影响下，汽轮机组叶片在气流激振影响下，汽轮机组本身体积与设备数值的差异，会导致气体在叶片内的膨胀，将会导致流道混乱，使得汽轮机组出现异常振动现象。

1.3 转子变形

通过深入分析汽轮机组异常振动案例，发现由转子异常振动引发的故障次数较多。汽轮机组工作环境比较复杂，即便是正常工作状态下，也无法保障转子的有效切合，及时避免机组异常振动，影响发电廠的运行。加之机组长时间处于超负荷工作状态，受到各类因素的影响，摩擦力的影响，将会导致机组热量增加。随着运行时间的增加，转子的材质会受到影响，使得变形问题出现，导致振动异常。

2 汽轮机异常振动的解决对策

2.1 油膜振荡的解决对策

根据之前所介绍的关于油膜可以造成汽轮机的异常振动，想要防止出现这种情况，首先需要使汽轮机中的转子与轴承之间能够合理的工作下去，使得它们之间的摩擦力降低，其次工作人员应该选择粘度小的润滑剂来对它们进行润滑，这样做的原因是如果润滑油选择了较大的粘度，那么他们的承载力也会随之增大，而且当粘度增大时，会使油的分布结构有所损坏，造成转子与部件之间的摩擦力增大，另外还可以通过让轴瓦顶部的距离缩短使得轴瓦上的承合宽度变的更大一些。

2.2 汽流激振的解决对策

汽轮机汽流激振的故障排除，首先要找到汽流激振的原因，需要对长时间振动的数据中寻找规律，将满负荷、正常运行、空载时的振动数据进行分析，利用曲线图走势，找到引发振动的因素。从而逐渐调解输出功率，汽流缓慢增加，将振动数据绘成曲线图与正常曲线图进行对比。汽轮机负荷增加后，汽门随着负荷的增加不断变化来抵消汽流振动的危害。因此，对于汽流激振的故障，需要长时间的观察和精细化调整负荷参数，才能有效降低汽流激振的不良影响，维持发电系统的正常运行。

3 应用案例分析

某核电厂汽轮机是由东方电气集团采用ALSTOM技术生产的ArabelleTM1000MW级大型半速汽轮机。在机组调试期间，曾经连续三次出现汽机2号轴瓦振动异常，超过手动打闸阈值130μm，导致被迫停机。

3.1 原因分析

一般来说，汽轮机振动高通常发生在启停过程中。汽轮发电机组在启停过程中，当转速达到临界转速时，机组出现剧烈振动，而超过这一转速后振动又会减小，恢复正常。引起汽轮发电机组振动的原因很多，主要原因有制造水平不高、安装不够合理、检修和运行管理水平不高等，而且它们之间又是相互影响的。

3.2 故障排查

①中压缸通流间隙的数据对比与分析。汽轮机内部发生摩擦会引起振动。经核实汽轮机安装阶段通流间隙数据发现，3号机组高中压缸径向通流间隙虽满足安装要求，但是与1号和2号机组进行比较发现存在如下问题：中压缸径向通流间隙在不同方向上均存在偏下限的情况;中压缸四个级的下部间隙均恰好为下限值;中压缸四个级的右部间隙均只比下限高0.02～0.05mm;中压第三级径向通流间隙上下左右四个方向上均仅比下限高0.00～0.05mm。②中压缸排汽温度与二级进汽阀门开度的数据对比与分析。汽轮机缸体温度变化直接影响汽缸的膨胀，使得汽轮机的转子和定子之间的间隙发生变化，从而可能导致碰摩（表1、2）。

综上所述，发电厂需要长时间的运营，使得其中设备易发故障，其中汽轮机故障最为普遍。比如：转子变形、摩擦震动等，一旦出现故障，将会影响发电厂的稳定运行。技术人员需要采取相应的方式，精准判断发电厂的运行状态，在出现突发事件与故障的情况下，及时解决，以此为发电厂机械设备、汽轮机组的稳定运行，以此保障发电质量，推动发电厂得到更好的发展。

参考文献

[1]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.