針對(duì)火電廠汽輪機(jī)異常振動(dòng)現(xiàn)象及其應(yīng)對(duì)措施的分析與研究

張強(qiáng)

摘 要：汽輪機(jī)是火電廠的關(guān)鍵設(shè)備之一， 它的正常運(yùn)行直接影響著火電廠的安全和穩(wěn)定。由于汽輪機(jī)在使用過程中不可避免地會(huì)發(fā)生各類故障，其中異常振動(dòng)是最常見又最難明確的一類故障。本文首先對(duì)汽輪機(jī)的異常振動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，然后具體地對(duì)汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因和應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行研究，對(duì)于有效解決汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障和促進(jìn)火電廠的安全運(yùn)行有重要意義。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；異常振動(dòng)；原因；應(yīng)對(duì)措施

中圖分類號(hào)：TK26 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）06-0137-01

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)電力的需求也逐步增大。汽輪機(jī)作為火電廠的重要設(shè)備，在使用過程中異常振動(dòng)為常見故障之一。當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生異常振動(dòng)時(shí)，會(huì)引發(fā)一系列不良后果。首先汽輪機(jī)組內(nèi)的轉(zhuǎn)子會(huì)受到很大的動(dòng)應(yīng)力，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生疲勞甚至直接損壞，同時(shí)汽輪機(jī)的螺帽和螺栓出現(xiàn)松動(dòng)，造成蒸汽泄漏，進(jìn)而產(chǎn)生動(dòng)靜摩擦，使軸承發(fā)生嚴(yán)重磨損，影響汽輪機(jī)的安全運(yùn)行和生產(chǎn)。因此，對(duì)汽輪機(jī)異常振動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行分析，并研究對(duì)應(yīng)的處理措施就顯得尤為重要。

1 汽機(jī)機(jī)異常振動(dòng)現(xiàn)象分析

汽輪機(jī)以高速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必定會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這樣的振動(dòng)是汽輪發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行時(shí)的許可狀態(tài)。但是，一旦振動(dòng)超過標(biāo)準(zhǔn)許可范圍，就變成了異常振動(dòng)。通過對(duì)汽輪機(jī)的振動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)能夠獲取到汽輪機(jī)設(shè)計(jì)、制造、安裝和檢修狀況的信息，并對(duì)汽輪機(jī)質(zhì)量有綜合的了解。

汽輪機(jī)之所以發(fā)生異常振動(dòng)故障，其原因有多種，不同原因下異常振動(dòng)的具體表現(xiàn)也不同，當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生異常振動(dòng)的時(shí)候，通常以以下三個(gè)方面作為方向進(jìn)行切入[1]：

（1）振動(dòng)的頻率。最常見的異常振動(dòng)頻率主要有三種：1X、2X、1/2X。（2）振動(dòng)穩(wěn)定性。汽輪機(jī)異常振動(dòng)穩(wěn)定性要綜合勵(lì)磁電流、轉(zhuǎn)速、時(shí)間、溫度等多方面參數(shù)的變化來進(jìn)行判斷，以保證對(duì)汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障情況作出準(zhǔn)確的判斷。（3）振動(dòng)相位。具體分為兩類：一是汽輪機(jī)振動(dòng)相位變化，是指振動(dòng)相位是否發(fā)生變化；二是相鄰軸承相位關(guān)系，是指相鄰軸承相位關(guān)系是相同還是反相。

硬件設(shè)備問題是引起汽輪機(jī)異常振動(dòng)的主要原因，此外，汽輪機(jī)因設(shè)計(jì)缺陷而引起異常振動(dòng)的問題也很突出。工作人員必須全面掌握機(jī)組故障點(diǎn)，從而可以在汽輪機(jī)發(fā)生異常振動(dòng)的第一時(shí)間首先檢查隱患故障點(diǎn)。

2 汽機(jī)機(jī)異常振動(dòng)原因及應(yīng)對(duì)措施

2.1 汽流激振

大型汽輪機(jī)組由于末級(jí)較長(zhǎng)，在葉片膨脹末端氣體發(fā)生流道紊亂和汽流激振現(xiàn)象。汽輪機(jī)組發(fā)生異常振動(dòng)狀況時(shí)，為了確定是否是由于汽流激振引起時(shí)，可以根據(jù)兩個(gè)方面的參數(shù)來進(jìn)行判斷：一是機(jī)組出現(xiàn)大量值的低頻分量；二是能夠明顯影響振動(dòng)增大幅度的運(yùn)行參數(shù)。為避免汽流激振引起異常振動(dòng)，汽輪機(jī)應(yīng)注意幾點(diǎn)：（1）盡量在額定參數(shù)下運(yùn)行；（2）避免在低溫低壓下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行；（3）負(fù)荷不宜太大，且升降負(fù)荷時(shí)要控制好負(fù)荷升降速率。

2.2 轉(zhuǎn)子不平衡

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)有離心力作用，若轉(zhuǎn)子沒有實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡，轉(zhuǎn)子會(huì)在某個(gè)方向上產(chǎn)生突出地振動(dòng)異常。對(duì)于這類異常振動(dòng)現(xiàn)象，可以通過動(dòng)平衡試驗(yàn)來解決，在轉(zhuǎn)子上加平衡塊。

2.3 轉(zhuǎn)子熱變形

引起汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)子熱變形的原因有多個(gè)方面，常見的有轉(zhuǎn)子自身熱應(yīng)力、動(dòng)靜摩擦、進(jìn)冷空氣及轉(zhuǎn)子冷卻不均勻等[2]。當(dāng)機(jī)組以冷態(tài)啟機(jī)方式定速后，在帶負(fù)荷階段，轉(zhuǎn)子溫度不斷升高，內(nèi)應(yīng)力釋放使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱變形，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲變形，進(jìn)而引起汽輪機(jī)異常振動(dòng)。為了避免轉(zhuǎn)子熱變形引起汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障，要及時(shí)更換新的轉(zhuǎn)子。

2.4 軸承間隙不適

軸承間隙的設(shè)置很重要，如果間隙不合適會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)組異常振動(dòng)。當(dāng)軸承間隙過大時(shí)，軸承在使用過程中振動(dòng)不穩(wěn)定，影響汽輪機(jī)組正常運(yùn)行。因此，在汽輪機(jī)安裝及大、小修檢修時(shí)，必須仔細(xì)檢查軸承間隙，確保符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 機(jī)組油膜破壞

油膜對(duì)于汽輪機(jī)的正常運(yùn)行起著重要作用，有潤(rùn)滑軸承、維持轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性的效果[3]。如果機(jī)組頂軸油系統(tǒng)的頂軸油壓力及各軸瓦的頂起高度未調(diào)節(jié)好，汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)油膜就容易被破壞，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)力矩增大并且加速軸瓦的磨損，導(dǎo)致汽輪機(jī)產(chǎn)生特別大地振動(dòng)甚至燒壞軸瓦。因此，要加強(qiáng)檢查，確保頂軸油系統(tǒng)已調(diào)好，溢流孔處于鎖緊狀態(tài)。

2.6 摩擦振動(dòng)

機(jī)器運(yùn)行過程中摩擦不可避免，影響最大的是摩擦引起的轉(zhuǎn)子熱彎曲。汽輪機(jī)在動(dòng)靜摩擦的作用下，轉(zhuǎn)子由于受熱不均最終產(chǎn)生彎曲，影響汽輪機(jī)的正常振動(dòng)[4]。因此，要及時(shí)檢查轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和摩擦受熱情況，查看是否發(fā)生變形，并及時(shí)處理。

3 結(jié)語

汽輪機(jī)作為火電廠內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)火力廠的正常生產(chǎn)有重要影響。因此，對(duì)于汽輪機(jī)運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)的異常振動(dòng)現(xiàn)象，要明確常見原因和對(duì)應(yīng)處理措施。一旦發(fā)生異常振動(dòng)故障，工作人員必須盡快查明故障原因，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，從而保證汽輪機(jī)的正常運(yùn)行和火電廠的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]王玉平.汽輪機(jī)異常振動(dòng)的分析和治理[J].科學(xué)之友，2011（4）：19-20.

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[4]李華.火電廠汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因及處理措施[J].科技風(fēng)，2010（13）.