汽轮机运行振动危害与解决措施

崔成滨

(哈尔滨电气股份有限公司蒸汽发电事业部，哈尔滨 150028)

对于汽轮机而言，其是否处于正常的运行状态往往可以通过汽轮机的实际振动情况加以判断，若汽轮机在正常运行过程中发生了异常振动问题，那么则可以说明该汽轮机组在长时间的运行过程中出现了故障。而造成汽轮机异常振动的原因较多，要想确保汽轮机的安全稳定运行，切实提高汽轮机运行效率，就必须要避免汽轮机出现异常振动问题，使汽轮机运行振动处于可被允许的临界值范围内。

1 汽轮机异常振动带来的危害

若汽轮机在日常运行过程中出现了异常振动问题，不仅会给整个生产系统带来巨大的安全隐患，同时也有可能迫使整条生产线停产，从而影响企业的工作进度，会带来不可预计的经济损失。例如，汽轮机的异常振动会导致轴封磨损，破坏密封作用，使水分混入到轴系润滑油中。一旦油膜被破坏，就会融化轴瓦乌金，加大漏气损失，会影响到整个汽轮机组的经济性能。汽轮机的异常振动会导致隔板汽封磨损，增大级间漏汽，同时加大转子的轴向力，继而引发推力瓦乌金发生熔化。汽轮机的异常振动会导致滑销系统出现严重磨损问题，进而影响整个汽轮机组正常的热膨胀，会引发更为严重的运行故障。汽轮机的异常振动会导致发电机的励磁机部件出现松动、损坏等问题，会威胁到整个汽轮机组的安全稳定运行。汽轮机的振动问题本身就是一个相对复杂的情况，要想切实有效解决异常振动问题，就必须要认清汽轮机异常振动带来的危害以及引发汽轮机异常振动的实际原因和表现形式，并进行深入研究和总结，以保证汽轮机的运行安全。

2 汽轮机异常振动的原因

汽轮机在正常运行过程中出现振动问题是不可避免的，但若汽轮机组出现剧烈的异常振动问题，那么就说明汽轮机组存在缺陷问题。制造水平、安装施工、运行检修、监督管理，等等，这些都有可能引发异常振动问题，而且这些问题之间又是相互作用、相互影响的。要想及时、有效地进行故障排除，就必须优先掌握引发汽轮机异常故障的常见原因。

2.1 因中心不正而引发的异常振动问题

发生中心不正的原因主要有以下几点：第一，汽轮机在启动过程中因为暖机的时间不足，直接升速后负荷增加太快，导致气缸受热后膨胀不均匀，调节系统存在卡涩问题，以至于汽缸无法自由膨胀，会与转子发生相对性歪斜，汽轮机组产生了不正常的移位问题，从而引发汽轮机异常振动。第二，汽轮机组经历过大修理后，在安装靠背轮时存在问题，以至于中心位置没有找准，在运行过程中产生了振动问题，说明此时产生的汽轮机异常振动情况是伴随着负荷的不断增加而增加。第三，若汽轮机组在进汽温度远远超过设计标准的实际条件下运行，就会增加胀差与气缸的变形风险，以至于汽轮机轴向位移超出被允许的限度，从而引发汽轮机异常振动问题。第四，当转子因为某些原因和汽缸不同心时，极易发生间隙振荡问题，从而导致汽轮机异常振动问题。

2.2 因转子质量不平衡而引发的异常振动问题

第一，如果汽轮机在运行过程中发生叶片折断、脱落等问题，造成转子质量不平衡，以至于转子每旋转一周就会受到一次不平衡质量的离心力冲击影响，最终体现的结果便是异常振动。第二，汽轮机在运行过程中，当转子发生弹性弯曲，即便不会引起动静部件发生摩擦也会导致异常振动问题的出现。这种振动特性与转子质量不平衡的振动情况类似，不同点就在于轴向振动较为突出，特别是当汽轮机超过临界转速时轴向振动幅度会大幅增加。第三，汽轮机轴承油膜不够稳定，甚至出现了破坏现象，以至于轴瓦乌金很快被烧毁，继而导致轴颈因为受热而发生弯曲，于是出现了剧烈振动的问题。第四，由于汽轮机内部的动静叶片发生相互摩擦，通流部分的轴向间隙不够，隔板出现弯曲，迫使叶片发生变形，推力轴承的安置不当，内部部件引发摩擦问题，从而导致异常振动的发生。第五，汽轮机内部发生水冲击，增大了转子的轴向推力，产生了较大的不平衡扭力，导致汽轮机转子发生异常振动，甚至会将推力瓦烧毁。

3 汽轮机异常振动的解决措施

3.1 做好汽轮机的安装与检修工作

异常振动是汽轮机在运行过程中发生的一种缺陷性问题，所以，在安装与检修汽轮机组的过程中，应该先做好汽轮机组的试运行工作，确保汽轮机组的各项振动指标都满足标准需求后方可允许进行投入使用。在安装过程中，切记找准汽轮机组的中心位置，与转子相对，不能存在位移问题。同时，要做好汽轮机的定期检修工作，制订科学合理的检修计划，避免汽轮机存在安全隐患问题。若汽轮机在运行过程中发生异常振动问题，必须要及时找出原因，确保将振动降至允许范围内之后方可继续投入运行。在汽轮机的启动过程中，要保证足够的暖机时间，并保证汽轮机运行条件符合设计标准。

3.2 加强对汽轮机的振动监督

加强对汽轮机的振动监督，及时发现异常振动问题，并给予针对性的解决措施，这是降低汽轮机异常振动幅度的关键。为此，应该为汽轮机安装轴承振动测量装置、大轴振动测量装置，以此对汽轮机组在实际运行过程中的振动情况加以监督。若汽轮机出现异常振动，超过了临界值，测量装置就会发出报警信号，提醒工作人员进行维修，甚至是采取停机处理，以免损失进一步扩大。

3.3 安装振动保护装置

振动保护装置是由汽轮机振动监控系统、保护系统、信号报警系统组合而成的一种保护汽轮机安全稳定运行的重要设备。这种振动保护装置与测量装置相似，当振动超过临界值时都可以发出报警信号，而不同点在于保护装置能够发出脉冲信号驱动保护控制电路，使其能够自动关闭主汽门，以达到紧急停机的目的。近年来，随着汽轮机组容量的不断加大，安装测量与保护装置的重要性也越来越突出。为此，在今后的工作中，还要加强对安全监视与保护装置动作准确性的研究工作，使保护动作能够更加科学、可靠。

4 结语

虽然振动现象在汽轮机运行过程中普遍存在，是不可避免的，也是被允许的，但如果振动过大，那只能说明汽轮机组存在着明显的缺陷问题。汽轮机在异常振动的作用下，不仅会造成汽轮机组各个零部件之间的连接发生松动，更会削弱气缸、轴承座以及基座之间的连接刚度，从而使振动愈发加剧，最终迫使汽轮机组停机。正因如此，及时有效地找出汽轮机异常振动的实际原因并给予行之有效的解决对策则成为了确保汽轮机安全稳定运行的重要手段。在安装汽轮机组之前，必须要对汽轮机组的实际振动情况进行严格测试，严格监督与防控汽轮机组的异常振动问题，控制好振动临界值，以保证汽轮机的安全稳定运行。