王永明，曹江華，葛恒春，朱逸夫

（國家能源集團泰州發(fā)電有限公司，江蘇 泰州225327）

1 前言

汽輪機的順暢運行是電廠為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┐罅侩娔艿闹匾Ｕ?。但汽輪機在運行中經(jīng)常出現(xiàn)振動異常等情況，可能會導(dǎo)致故障出現(xiàn)，影響電廠的持續(xù)供電。因此，需要做好對汽輪機振動的監(jiān)測，從多方面排查造成汽輪機振動異常的因素，結(jié)合實際情況做出有效處理。

2 汽輪機振動異常監(jiān)測概述

火電廠中的設(shè)備在調(diào)試完成后就可以進入正常工作狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常問題就會提前發(fā)出預(yù)警，避免設(shè)備發(fā)生故障或損壞。由于火電廠的生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，可能導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障的因素眾多，因此，需要在生產(chǎn)過程中進行定期監(jiān)測。工作人員應(yīng)該具備一定發(fā)現(xiàn)機器問題的經(jīng)驗，比如根據(jù)汽輪機的振動聲音評判機器是否存在故障問題，通過多次檢修后總結(jié)的經(jīng)驗，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并對處理問題提供幫助。檢修人員在對汽輪機進行檢查時，應(yīng)檢測汽輪機當(dāng)前工作狀態(tài)是否與正常工作狀態(tài)存在差異，對出現(xiàn)的異常情況進行排查和分析，檢查機器存在的薄弱環(huán)節(jié)，最后做出最合理的處理。對汽輪機運行狀態(tài)的檢修，能夠降低機器發(fā)生故障的概率，也降低了故障維修成本，使汽輪機的使用壽命大大延長。

3 分析火電廠汽輪機出現(xiàn)異常振動的原因

3.1 因轉(zhuǎn)子受熱彎曲變形而導(dǎo)致異常振動

汽輪機的轉(zhuǎn)子受熱彎曲變形后會導(dǎo)致汽輪機發(fā)生異常振動。導(dǎo)致轉(zhuǎn)子受熱彎曲變形的因素很多，最主要的是轉(zhuǎn)子散熱不良、自身熱量過高導(dǎo)致的變形。在汽輪機運行時，冷空氣、水汽等進入氣缸內(nèi)，和氣缸產(chǎn)生摩擦產(chǎn)生大量的熱能，這些熱能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子難以有效冷卻而受熱變形。一旦轉(zhuǎn)子彎曲變形，就會影響到轉(zhuǎn)輪機組的正常運轉(zhuǎn)，出現(xiàn)異常振動。這種異常振動如果不能及時被發(fā)現(xiàn)并有效解決，將會給汽輪機的正常運行帶來影響，嚴重情況下將直接導(dǎo)致故障產(chǎn)生。轉(zhuǎn)子受熱彎曲，使軸彈力發(fā)生改變，引發(fā)轉(zhuǎn)子運行失衡，離心相位發(fā)生改變。如果軸彈力和離心力能夠得到抵消，轉(zhuǎn)子的振動幅度將比較小，對汽輪機運行帶來的影響也較小。如果兩種力不能抵消，甚至疊加在一起，就造成轉(zhuǎn)子大幅度振動，產(chǎn)生劇烈的噪聲，引發(fā)故障的可能性極大。

3.2 由于氣流不均產(chǎn)生氣流激振

當(dāng)汽輪機機組的負荷一直增加，超過某個臨界點時，就會使軸振動迅速加大，而低于這個臨界點時，振動會立刻減弱。振動的頻率與高壓轉(zhuǎn)子一階的臨界轉(zhuǎn)速相等或略低，產(chǎn)生的氣流激振是正向渦動，多是在高壓轉(zhuǎn)子部位產(chǎn)生，也有的出現(xiàn)在再熱中壓轉(zhuǎn)子處。之所以形成氣流激振的現(xiàn)象，是因為汽輪機運行狀態(tài)下，氣道內(nèi)的氣流不夠均勻，導(dǎo)致葉片受力不均。而對于大型機組，氣流膨脹的地點位于葉片末端，所以，氣流運行路徑發(fā)生錯亂而形成氣流激振。另外，如果軸封不嚴密也容易造成氣流激振。

3.3 因摩擦振動而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子熱彎曲變形

汽輪機在運行過程中會產(chǎn)生一定的摩擦振動，這對汽輪機的影響并不大，但卻會對轉(zhuǎn)子造成影響。轉(zhuǎn)子由于摩擦振動造成自身受熱不均勻，進而出現(xiàn)熱彎曲，失去了應(yīng)有的轉(zhuǎn)動平衡，出現(xiàn)異常振動現(xiàn)象，這將給汽輪機的平穩(wěn)運作造成不良影響，嚴重情況下會形成異常振動故障。

3.4 由于轉(zhuǎn)子劇烈振動產(chǎn)生油膜震蕩

轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度變化將影響汽輪機的運行狀態(tài)，如果汽輪機的運行功率過大，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度就會過快，導(dǎo)致汽輪機振動加劇，容易給設(shè)備造成損害。為了避免因為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動問題而造成油膜震蕩，影響汽輪機的正常運轉(zhuǎn)，必須保證轉(zhuǎn)子圍繞軸線轉(zhuǎn)動，保持平衡點渦動，從而使重心平穩(wěn)，汽輪機不再出現(xiàn)異常振動。

4 火電廠汽輪機常見異常振動的處理措施

4.1 對轉(zhuǎn)子熱彎曲故障所采取的處理措施

安裝設(shè)備時，根據(jù)正確的安裝步驟進行安裝，比如利用鋼絲校準軸線，安裝就會更加準確。在縱向中軸線前后設(shè)定預(yù)埋位置，然后對螺絲做出調(diào)整，做出相應(yīng)的鋼絲架。利用鋼皮尺測量洼窩兩側(cè)的長度，保證長度相等。復(fù)測時，橫向找平可使用水平儀。在洼窩面上放置水平儀，然后在豎向上做出合理的調(diào)整，確保軸承座水平符合要求。對所有機組進行排查，出現(xiàn)問題后應(yīng)迅速做出調(diào)整，直到所有設(shè)備都完成校準。通過正確的安裝，使汽輪機軸承保持縱向和橫向的穩(wěn)定，從而避免了轉(zhuǎn)子因受力不均勻而產(chǎn)生摩擦異常，發(fā)生熱彎曲現(xiàn)象。解決了轉(zhuǎn)子熱彎曲情況，汽輪機的運轉(zhuǎn)就不會受到嚴重影響，保證了發(fā)電的穩(wěn)定。如果轉(zhuǎn)子出現(xiàn)了熱彎曲故障，就需要及時更換轉(zhuǎn)子，將故障排除。

4.2 對氣流不均形成氣流激振采取的處理措施

汽輪機出現(xiàn)氣流激振故障，在排查時需要根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)來繪制振動曲線，從而分析具體故障的情況。對給水量、負荷速率進行調(diào)整，并將記錄的數(shù)據(jù)描繪成汽輪機的相關(guān)運行曲線。不同的調(diào)整會產(chǎn)生不同的氣流激振結(jié)果，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進行對比，查看能夠抵消氣流激振的調(diào)整方式，避免氣流激振給汽輪機組運行帶來負面影響。降低負荷率，能有效避開氣流激振所帶來的負荷范圍，這能保證汽輪機正常運轉(zhuǎn)。

4.3 因摩擦振動產(chǎn)生故障采取的處理措施

汽輪機在運行過程中難免會產(chǎn)生摩擦振動，這是因為各個設(shè)備在運行時都不可避免出現(xiàn)摩擦，根本不能消除。但如果摩擦情況過于嚴重，就會導(dǎo)致設(shè)備異常振動的出現(xiàn)，可能造成設(shè)備出現(xiàn)故障。因此，應(yīng)該對汽輪機內(nèi)部的各個部件進行檢查，查看是靜摩擦還是動摩擦，一旦摩擦噪聲過大，就需要進行檢修。對于因摩擦而發(fā)生故障的設(shè)備，需要進行檢修或更換，保證振動摩擦不會對其他元件造成影響。

4.4 對發(fā)生油膜震蕩采取的處理措施

當(dāng)汽輪機運行過程中發(fā)生油膜震蕩，需要采取以下方法進行解決：①將軸瓦的比壓加大，這對減小油膜震蕩非常有效；②增加上軸瓦的軸承合金寬度，從而減小軸瓦頂部的孔隙，也能使油膜震蕩降低；③改變軸瓦和軸頸的接觸角度，盡量使接觸角度變??；④選擇動力黏度小的潤滑油加入機組中，可以提升機組的工作效率，降低振動影響；⑤改善轉(zhuǎn)子平衡，使原本作用在轉(zhuǎn)子上的不平衡力降到最低，這樣就可以讓轉(zhuǎn)子的運動狀態(tài)變得穩(wěn)定，減少油膜震蕩。

5 結(jié)語

在汽輪機的運轉(zhuǎn)過程中，必然會因為各種因素造成振動，引發(fā)汽輪機故障。為了避免因為振動而造成的汽輪機故障，必須做好汽輪機監(jiān)測工作，將可能引起故障的異常振動及時解決。因此，在對汽輪機的維護方面，應(yīng)做好檢查和統(tǒng)計工作，總結(jié)所遇到的異常振動情況，不斷完善處理機制，這樣才能確保汽輪機的運行更加安全、高效。