李春越

（大唐國際發(fā)電股份有限公司張家口發(fā)電廠，河北 張家口 075133）

引言：汽輪機的安全運行對于火力發(fā)電而言十分重要，其運行的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，運行過程中容易受到很多因素的干擾，一定會出現(xiàn)不可避免的振動現(xiàn)象。這種振動現(xiàn)象會減負荷降效率，也會讓整個機組停止運行，甚至?xí)φ麄€生產(chǎn)的效率產(chǎn)生嚴重的影響。所以做好汽輪機振動的故障處理十分重要，并且應(yīng)該加強日常的檢查與后期的維護，才能夠保證發(fā)電機組的穩(wěn)定運行，相關(guān)工作人員必須嚴格對待。

一、火力發(fā)電廠汽輪機振動故障的種類

（一）氣流激蕩與軸承油膜振蕩的影響

導(dǎo)致汽輪機組發(fā)生異常振動的情況有很多，每一種情況都有不同的原因[1]。對于氣流激蕩和軸承油膜振蕩引起的振動，首先，其肯定是由于葉片受到不均衡的氣流沖擊，而產(chǎn)生了一定的氣流激蕩。這種激蕩如果長時間未處理，就會使機器內(nèi)部的葉片發(fā)生膨脹，進而影響內(nèi)部的氣流流通效果引起不正常振動。第二點，油膜不穩(wěn)定或者在運行過程中遭到破壞，一定會引起相應(yīng)元件被燒毀，進而產(chǎn)生不正常的形變，引起振動故障。

（二）機組中心不正引起的振動故障

機組在運行的過程中，如果真空程度降低，會使運行的低壓缸排氣的溫度驟然升高，后軸座承受的熱量會急劇增加，引起機組中心元件的損壞，進而產(chǎn)生振動現(xiàn)象。也會由于汽輪機啟動，如果緩機的時間不充足，以及升速或者降速過快都會引起汽缸內(nèi)部的不均勻膨脹，而產(chǎn)生相對的偏斜現(xiàn)象引起振動。更會在機組處于不正常溫度運行的情況下，使內(nèi)外的壓力值增加超過正常運行的限度引起振動。設(shè)備安裝中心偏差大，也會在運行過程中產(chǎn)生正常的現(xiàn)象[2]。這種振動可以隨時調(diào)整，但如果沒有及時發(fā)現(xiàn)，則會產(chǎn)生較大的后果。

（三）轉(zhuǎn)子彎曲引起的振動故障

由于轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲引起的振動現(xiàn)象非常的多，這種振動產(chǎn)生的原因通常是由于轉(zhuǎn)子永久性地彎曲而產(chǎn)生振動。如果轉(zhuǎn)子承受的壓力超過應(yīng)有的屈服強度限值，則會使局部發(fā)生塑性形變[3]。這種形變應(yīng)力消除之后，這種形變并不會消失，會在設(shè)備中產(chǎn)生永久性地彎曲，影響正常的使用效果，也會由于轉(zhuǎn)子的熱性能而產(chǎn)生彎曲。比如通過臨界轉(zhuǎn)速時，其軸向振幅逐漸增加，并且增加的情況非常明顯。

（四）轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引發(fā)的振動故障

轉(zhuǎn)子在找平衡的過程之中，如果不能夠消除不平衡的能量，就會讓轉(zhuǎn)子上的某些零部件產(chǎn)生松動的現(xiàn)象，進而讓這種不平衡的現(xiàn)象加劇。也會在設(shè)備運行的過程中，使轉(zhuǎn)子葉片產(chǎn)生損壞的情況，更加增加了企業(yè)的經(jīng)濟成本[4]。

（五）其他原因引起的振動故障

汽輪機組在安裝的過程中，某些零部件會產(chǎn)生松動的情況，這是讓振動產(chǎn)生的常見原因。發(fā)電機組內(nèi)部故障而引起的振動，這也是影響設(shè)備使用效果，并且造成電機轉(zhuǎn)子線圈短路的重要原因。汽輪機組內(nèi)部的零部件發(fā)生摩擦而引起的振動也會引起相應(yīng)的經(jīng)濟和效率損失。不但如此，當機組在正常運行期間，由于蒸汽攜帶水分進入到氣缸內(nèi)，會讓內(nèi)部的氣流與水分產(chǎn)生較大的沖擊，將軸承的推力瞬間增大，影響不平衡的扭力產(chǎn)生振動現(xiàn)象。

二、火力發(fā)電廠汽輪機振動的影響及其處理辦法

（一）火力發(fā)電廠汽輪機振動的影響

由于末端軸封磨損嚴重，會讓低壓汽缸產(chǎn)生真空的情況。并且這種真空的情況會隨著機器的損壞而影響整體的穩(wěn)定性，進而讓機組的經(jīng)濟價值和使用效果都受到影響，這是產(chǎn)生振動的第一個影響。第二個影響，是當轉(zhuǎn)動部件的材料，因疲勞度而產(chǎn)生降低，必定會讓葉片和輪盤等產(chǎn)生損壞。第三個影響，當動靜摩擦產(chǎn)生的情況下，會讓內(nèi)部的局部構(gòu)件產(chǎn)生過高的溫度，發(fā)生永久性地彎曲，影響后續(xù)的使用效果。后續(xù)的影響就是其會產(chǎn)生可能的安全事故，造成人員和財產(chǎn)損失。第四個影響，汽輪機在實際運行時，如果內(nèi)部進入了水或冷卻后的水蒸氣，將會對整個汽輪機安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)帶來非常嚴重的破壞影響。具體來說，除了水以外，冷的水蒸氣在凝結(jié)后，本身也不成水。水不僅會影響汽輪機的轉(zhuǎn)動，還會破壞汽輪機的葉片，增大汽輪機葉片零件的磨損，引起葉片發(fā)生銹蝕，除此之外，還會破壞汽輪機的軸承，引起汽輪機內(nèi)的缸體出現(xiàn)變形問題，最終導(dǎo)致汽輪機發(fā)生嚴重故障，無法正常運行?；诖耍诤罄m(xù)檢修維護時，加強汽輪機防水保護非常關(guān)鍵。第五個影響，汽輪機轉(zhuǎn)動速度超出了安全范圍所帶來的影響。汽輪機在實際工作運行時，一般需要高旋轉(zhuǎn)，在這一過程中，確保不同機械設(shè)備精密配合非常關(guān)鍵。與此同時，汽輪機作為一種機械原動件，本身在高速旋轉(zhuǎn)之下，還會承受非常大的外力矩。一旦汽輪機運轉(zhuǎn)時，速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，引發(fā)汽輪機轉(zhuǎn)速異常增大，超出轉(zhuǎn)速安全范圍，將會帶來非常嚴重的影響。這種影響表現(xiàn)為：在超速運轉(zhuǎn)下，汽輪機風(fēng)扇承受的應(yīng)力將會非常高，從而導(dǎo)致葉片直接被甩落，軸承也會因此受到非常嚴重的損壞。嚴重時，飛出的扇葉還會破壞汽輪機其他設(shè)備，甚至導(dǎo)致傷人安全事故，破壞掉整個汽輪機組。

（二）火力發(fā)電廠汽輪機振動的處理辦法

對于汽輪機組發(fā)生振動的情況，有很多的處理辦法，每個處理的辦法也會針對不同的情況而具體展開。第一點，當機組運行期間的振動福利突然增大，會產(chǎn)生異常的聲音。這個時候應(yīng)該引起管理人員的注意，并且針對其振動的原因展開分析。如果能夠了解到其產(chǎn)生的原因，就會更有利于工作人員解決這種振動現(xiàn)象。首先，應(yīng)該檢查主汽門及調(diào)節(jié)的氣門是否處于正常開啟的狀態(tài)。其次，可以檢查缸內(nèi)的溫度是否正常，機組的熱膨脹是否均勻，機組的負荷和蒸汽溫度是否產(chǎn)生突然的變化。然后應(yīng)該檢查潤滑油的溫度和油壓是否正常，這對于振動也有著顯著的影響。第二點，如果通過上述的操作，仍然不能夠找到準確的振動原因，應(yīng)該聯(lián)系專業(yè)的人員對振動頻率進行圖譜的表述，并且進行精準地測量。在調(diào)取到正確的原因之后，才能夠采取正確的措施，也要對當時的設(shè)備情況進行及時記錄，并且將記錄文件妥善保管。第三點，如果振動的幅度超過了設(shè)備運行的極限值，應(yīng)該立即停止機組，當機組產(chǎn)生強烈振動或巨大后門的情況下，應(yīng)該立即破壞真空緊急停機。為了讓軸承及轉(zhuǎn)子的運行更加平穩(wěn)，應(yīng)該適當?shù)亟档娃D(zhuǎn)子及軸承之間產(chǎn)生的摩擦力。油膜振蕩情況產(chǎn)生的震動，應(yīng)該讓內(nèi)部的壓力和濕度都達到相應(yīng)的標準，合理降低潤滑油的黏性，讓其能夠滿足油膜周圍的承載力。如果增加了油粘度，使油的分布變得不均勻。那么應(yīng)該讓摩擦力逐漸增加，出現(xiàn)嚴重的油膜振動現(xiàn)象，會讓構(gòu)件的間隙減小，寬度變大，也會讓這種不平衡的現(xiàn)象加劇，所以應(yīng)該引起各位的注意。要針對汽輪機凝汽器真空較低給出具體解決的方案，應(yīng)該發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象應(yīng)該定期對結(jié)垢處進行清理，機組的真空系統(tǒng)應(yīng)該積極尋找泄漏點，并且保證機組的軸封供給達到正常的狀態(tài)。這對于讓整個火力發(fā)電廠設(shè)備的正常運行具有重要的影響。第四點，在汽輪機組實際運行的過程中，一定要加強防水，防止汽輪機組內(nèi)部進水。與此同時，在實際維修過程中，還應(yīng)注重提高對蒸汽壓力與溫度變化的重視程度。在實際維護檢查過程中，一旦發(fā)現(xiàn)蒸汽溫度出現(xiàn)了明顯的下降現(xiàn)象，必須要趕在降低至最低限度的溫度之前，找出降溫原因的原因，在此期間，還需要及時進行緊急停機處理。并對水位變化進行長時間持續(xù)的監(jiān)視，預(yù)防汽輪機進水。當在監(jiān)視過程中，一旦發(fā)現(xiàn)有汽輪機進水的跡象，必須要及時切斷進水水源，加強汽輪機的疏水工作，及時排出水分。除此之外，還需要對汽輪機的加熱器運行狀態(tài)進行檢查，確保加熱器能夠正常工作，避免水蒸氣變冷進水。第五點，為了防止汽輪機發(fā)生超速轉(zhuǎn)動的情況，加強調(diào)節(jié)系統(tǒng)的檢修維護非常關(guān)鍵。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)選擇在汽輪機中，采用保安系統(tǒng)，對汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速度進行實時的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速度超出一定范圍，及時利用保安系統(tǒng)進行報警，防止汽輪機的轉(zhuǎn)速持續(xù)提高。基于此，在后續(xù)進行汽輪機的檢修與維護過程中，相關(guān)人員還需要加強對汽輪機組保安系統(tǒng)的檢查，確保其始終處于正常運行狀態(tài)，能夠?qū)ζ啓C組轉(zhuǎn)速進行實時監(jiān)控，有效保護汽輪機組的安全。

三、火力發(fā)電廠汽輪機振動的檢修

對于發(fā)電機廠汽輪機振動的情況進行檢修是十分必要的。能夠通過檢修了解到設(shè)備運行的具體情況，并且及時排查不符合要求的安裝方式以及老化破損的應(yīng)用元件。通過更換這些元件，并且將無效的部位拆除以及更換新的部位，能夠達到更好的防止振動效果，也會對整個機組的運行有著積極的促進作用。如果發(fā)現(xiàn)機組產(chǎn)生振動現(xiàn)象，應(yīng)該啟動六次以上的檢查。每次檢查如果都出現(xiàn)相應(yīng)的構(gòu)件或者部位振動情況過于明顯，應(yīng)該在一分鐘內(nèi)將其振動幅度降低。如果不能夠降低，應(yīng)該停止相應(yīng)的電源開關(guān)，讓設(shè)備停止運行，并且通過工作人員對不同振動峰值數(shù)據(jù)的了解和分析，仍然不能夠找到處理辦法和振動原因，則應(yīng)該邀請更專業(yè)的人員來檢查，保證火力發(fā)電廠的正常工作。在進行機組檢修的過程之中，也應(yīng)該讓專業(yè)的技術(shù)人員了解到相應(yīng)的專業(yè)技能，并且讓火力發(fā)電廠對相應(yīng)的工作人員進行培訓(xùn)，讓其了解正常的工作方式和工作技巧，不應(yīng)該使用錯誤的方式和技巧進行這種施工。如果使用這種錯誤的方式，一定會對整個火力發(fā)電廠的運行情況和機組的正常運行產(chǎn)生不利影響。不但如此，火力發(fā)電廠更要安排專業(yè)的檢修人員，對已經(jīng)發(fā)生故障的部位進行持續(xù)的跟蹤和觀察。觀察其后續(xù)的情況是否能夠滿足整個設(shè)備的正常運行，又是否會對其他正常的部件產(chǎn)生不正常的影響。這種振動現(xiàn)象可能只是由局部產(chǎn)生的，但是會對整個整體產(chǎn)生不可估量的后果。嚴重的情況甚至?xí)屨麄€城市的電力輸送產(chǎn)生巨大影響。所以第三方的監(jiān)督和后期的維護十分重要，不但應(yīng)該在安裝的過程中格外認真，更要在檢修的過程中投入百分百的注意力。相信未來火力發(fā)電廠的運行會更平穩(wěn)。

結(jié)束語：總而言之，在現(xiàn)今的社會中，人們的生活水平和物質(zhì)層次都得到了很高的提升。因此，對于電力的需求量達到前所未有的巨大體量。電力企業(yè)的正常運行在這個過程中顯得十分重要，而汽輪機組的性能，對于火力電廠的穩(wěn)定運行會產(chǎn)生直接的影響。所以必須對汽輪機組運行過程中，產(chǎn)生的不正常振動現(xiàn)象及時了解，通過已有的技術(shù)和最新的方案解決這種振動現(xiàn)象帶來的影響，達到穩(wěn)定的電力應(yīng)用效果。