戰(zhàn)綱

摘要：汽輪機(jī)組的多發(fā)、常見(jiàn)故障之中，汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)是較為多發(fā)、復(fù)雜、難以確定的故障之一，如果不及時(shí)加以有效的排除，則會(huì)引起整個(gè)發(fā)電機(jī)組的安全、穩(wěn)定性。因此，有效分析、排除汽輪機(jī)異常振動(dòng)則成為我們?nèi)粘?duì)汽輪機(jī)組保養(yǎng)與維護(hù)的工作重點(diǎn)。本文結(jié)合筆者多年的工作實(shí)踐，就汽輪機(jī)異常振動(dòng)出現(xiàn)的原因進(jìn)行逐一的分析，并提出幾點(diǎn)排除方法，僅供參考。

關(guān)健詞：汽輪機(jī)；異常振動(dòng)；分析；排除

1汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因分析

汽輪機(jī)組擔(dān)負(fù)著火力發(fā)電企業(yè)發(fā)電任務(wù)的重點(diǎn)。由于其運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、關(guān)鍵部位長(zhǎng)期磨損等原因，汽輪機(jī)組故障時(shí)常出現(xiàn)，這嚴(yán)重影響了發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。汽輪機(jī)組異常振動(dòng)是汽輪機(jī)常見(jiàn)故障中較為復(fù)雜的一種故障。由于機(jī)組的振動(dòng)往往受多方面的影響，只要跟機(jī)本體有關(guān)的任何一個(gè)設(shè)備或介質(zhì)都會(huì)是機(jī)組振動(dòng)的原因，比如進(jìn)汽參數(shù)、疏水、油溫、油質(zhì)等等。因此，針對(duì)汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因的分析就顯得尤為重要，只有查明原因才能對(duì)癥維修。

1.1汽流激振現(xiàn)象造成的異常振動(dòng)

當(dāng)大型汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)分析是否是由汽流激振造成的故障問(wèn)題。由于大型汽輪機(jī)的末級(jí)較長(zhǎng)，當(dāng)汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)極易出現(xiàn)葉片膨脹造成汽流流道紊亂的情況，從而造成汽流激振現(xiàn)象。汽流激振現(xiàn)象具有兩個(gè)較為明顯的特征：第一，當(dāng)汽輪機(jī)出現(xiàn)汽流激振現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)較大值的低頻分量；第二，運(yùn)行參數(shù)會(huì)突然增大影響汽輪機(jī)的振動(dòng)情況。在判斷汽輪機(jī)是否出現(xiàn)汽流激振現(xiàn)象時(shí)，需要通過(guò)大量汽輪機(jī)振動(dòng)記錄信息進(jìn)行判斷，通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以有效判斷汽輪機(jī)的汽流激振現(xiàn)象。

1.2轉(zhuǎn)子熱變形造成的異常振動(dòng)

汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子熱變形造成的異常振動(dòng)情況，需要工作人員對(duì)轉(zhuǎn)子熱變形的成因進(jìn)行分析，盡可能避免汽輪機(jī)的異常振動(dòng)情況。造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱變形的原因有很多，主要原因包括：汽輪機(jī)運(yùn)行引發(fā)轉(zhuǎn)子熱度過(guò)熱、汽輪機(jī)氣缸出現(xiàn)進(jìn)水情況、氣缸中進(jìn)入冷空氣與氣缸造成摩擦、汽輪機(jī)中心孔進(jìn)油、汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子冷卻溫度出現(xiàn)差異，以上原因均能造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱變形情況的發(fā)生。當(dāng)轉(zhuǎn)子由于溫度過(guò)熱出現(xiàn)變形問(wèn)題時(shí)，會(huì)直接造成汽輪機(jī)的異常振動(dòng)，由于轉(zhuǎn)子熱變形情況可能是臨時(shí)危害，也可能是永久危害，需要工作人員對(duì)轉(zhuǎn)子熱變形的危害情況進(jìn)行判斷，避免轉(zhuǎn)子熱變形對(duì)汽輪機(jī)的正常運(yùn)行造成過(guò)于嚴(yán)重的影響。

1.3摩擦造成的異常振動(dòng)

汽輪機(jī)由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，對(duì)各個(gè)零部件均會(huì)造成不同程度的摩擦損傷，當(dāng)零部件的摩擦損害過(guò)于嚴(yán)重時(shí)，則會(huì)造成汽輪機(jī)的異常振動(dòng)問(wèn)題。汽輪機(jī)摩擦出現(xiàn)異常振動(dòng)的特征如下：第一，轉(zhuǎn)子熱變形會(huì)對(duì)汽輪機(jī)造成不平衡力，使汽輪機(jī)的振動(dòng)信號(hào)受到影響，會(huì)出現(xiàn)少量分頻、倍頻以及高頻分量等現(xiàn)象；第二，當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生摩擦?xí)r，汽輪機(jī)的振動(dòng)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，波動(dòng)的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。而汽輪機(jī)摩擦過(guò)于嚴(yán)重時(shí)，汽輪機(jī)的振動(dòng)幅度會(huì)大幅增加；第三，汽輪機(jī)在延緩運(yùn)行過(guò)程中，下降速度超過(guò)臨界點(diǎn)時(shí)，汽輪機(jī)的振動(dòng)幅度會(huì)增大。當(dāng)汽輪機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，汽輪機(jī)的測(cè)量軸會(huì)出現(xiàn)明顯晃動(dòng)。簡(jiǎn)而言之，汽輪機(jī)由于摩擦出現(xiàn)異常振動(dòng)是由于摩擦致使汽輪機(jī)溫度升高，局部溫度過(guò)熱造成轉(zhuǎn)子熱變形，產(chǎn)生不平衡力造成的異常振動(dòng)。

2如何避免汽輪機(jī)異常振動(dòng)發(fā)生

2.1油膜振蕩檢修

根據(jù)之前所介紹的關(guān)于油膜可以造成汽輪機(jī)的異常振動(dòng)，想要防止出現(xiàn)這種情況，首先需要使汽輪機(jī)中的轉(zhuǎn)子與軸承之間能夠合理的工作下去，使得它們之間的摩擦力降低，其次工作人員應(yīng)該選擇粘度小的潤(rùn)滑劑來(lái)對(duì)它們進(jìn)行潤(rùn)滑，這樣做的原因是如果潤(rùn)滑油選擇了較大的粘度，那么他們的承載力也會(huì)隨之增大，而且當(dāng)粘度增大時(shí)，會(huì)使油的分布結(jié)構(gòu)有所損壞，造成轉(zhuǎn)子與部件之間的摩擦力增大，另外我們還可以通過(guò)讓軸瓦頂部的距離縮短使得軸瓦上的承合寬度變的更大一些。

2.2汽流激振的振動(dòng)檢修

如何降低前面所提到的氣流激振對(duì)汽輪機(jī)異常振動(dòng)的影響，首先要對(duì)機(jī)組的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間記錄，然后將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理最后做成曲線(xiàn)圖，這樣可以觀察其振動(dòng)的變化趨勢(shì)以及范圍，然后通過(guò)改變升降負(fù)荷速率，來(lái)觀察曲線(xiàn)的變化情況。通過(guò)改變汽輪機(jī)不同負(fù)荷時(shí)高壓調(diào)速氣門(mén)，來(lái)消除氣流激振。這種方式就是通過(guò)減低負(fù)荷變化率和避開(kāi)產(chǎn)生氣流激振的負(fù)荷范圍的方式來(lái)避免氣流激振的產(chǎn)生。

2.3轉(zhuǎn)子熱的振動(dòng)檢修

學(xué)習(xí)過(guò)汽輪機(jī)的使用都應(yīng)該知道汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子常常都是在蒸汽環(huán)境下進(jìn)行工作，這時(shí)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的熱彎曲情況很容易發(fā)生，想要減輕或者說(shuō)消除這方面的問(wèn)題，首先就必須在最初的制作過(guò)程中下功夫，在制作汽輪機(jī)時(shí)，對(duì)于汽輪機(jī)中長(zhǎng)時(shí)間暴露在高溫環(huán)境下的部件，用耐高溫、高壓的材料來(lái)進(jìn)行制作，如果對(duì)于已經(jīng)投入使用用不耐高溫材料制作的成品，可以在進(jìn)行汽機(jī)維修、保養(yǎng)時(shí)進(jìn)行部件的更換來(lái)提高汽輪機(jī)部件的耐高溫程度，這樣就可以避免頻繁出現(xiàn)轉(zhuǎn)子的熱振動(dòng)現(xiàn)象。

3關(guān)于汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障原因查詢(xún)步驟的分析

生產(chǎn)中經(jīng)常遇到瓦蓋振、軸振的異常變化，引起振動(dòng)異常的原因很多。根據(jù)振動(dòng)產(chǎn)生的集中原因，在查找振動(dòng)主要來(lái)源時(shí)要注意下面幾個(gè)要素：振動(dòng)的頻率是1X，2X，1/2X等。振動(dòng)的相位是否有變化及相鄰軸承相位的關(guān)系。振動(dòng)的穩(wěn)定性如何（指隨轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度、勵(lì)磁電流、時(shí)間、等的變化是否變化）。例如汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡會(huì)有下列現(xiàn)象：升速時(shí)振動(dòng)與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，轉(zhuǎn)速高振動(dòng)大。特別過(guò)臨界時(shí)振動(dòng)比以往大得多。振動(dòng)的頻率主要是1X。振動(dòng)的相位一般不變化及相鄰軸承相位出現(xiàn)同相或反相。振動(dòng)的穩(wěn)定性好（在振動(dòng)沒(méi)有引起磨擦的情況下），且重復(fù)性好。根據(jù)振動(dòng)特征與日常檢測(cè)維修記錄多方面分析，找出故障原因最終排除。另外對(duì)于一些原本設(shè)計(jì)上有通病的機(jī)組，要做好心理準(zhǔn)備并牢記其故障點(diǎn)，一旦出現(xiàn)情況首先要檢查設(shè)計(jì)缺陷部件。

4結(jié)束語(yǔ)

汽輪機(jī)異常振動(dòng)時(shí)汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中不可避免的故障，同時(shí)也是較為常見(jiàn)的故障。在進(jìn)行此類(lèi)故障排除時(shí)，不能急于拆解機(jī)組，首先要根據(jù)故障特征進(jìn)行故障分析，確定故障點(diǎn)后查看機(jī)組維修記錄，確認(rèn)故障點(diǎn)零部件情況。如故障點(diǎn)零部件為剛剛檢修過(guò)并更換，因再次確認(rèn)故障點(diǎn)，確認(rèn)為改點(diǎn)后進(jìn)行拆解。一般來(lái)講短期內(nèi)進(jìn)過(guò)維護(hù)保養(yǎng)的部件出現(xiàn)故障的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)的部件。因此，在進(jìn)行汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因分析時(shí)要格外注意。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹杰，陳超.汽輪機(jī)振動(dòng)大原因分析及處理.科技展望，2016，26.8.59.

[2]劉萬(wàn)合.論汽輪機(jī)異常振動(dòng)的分析與排除.赤子（中旬），2014.14.176-177.

（作者單位：中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西電力建設(shè)第三有限公司）