摘要：随着科学技术与社会经济的快速发展与不断完善，为我国火电厂行业可持续发展创造了便利条件，同时也对汽轮机异常振动分析与排除提出了更高要求。汽轮机作为发电系统的重要组成部分，直接影响着整个系统运行的稳定性与安全性，我国与社会各界也一直重视有关汽轮机异常振动分析与排除方法问题，我国政府出台了相关政策，为火电厂工作提供了指引。在科学技术与信息技术不断发展的时代背景下，汽轮机自动控制系统是越来越成熟，但是在运行中也存在一定故障问题。基于此，文章从多个角度就汽轮机异常振动分析与排除方法进行深入分析，以此为相关人员提供参考和借鉴。
关键词：火电厂；汽轮机；振动分析；排除方法
1汽轮机概述
火电厂作为一个国家重要的基础性建设，其能安全可靠的运行是十分重要的。汽轮机是发电系统中最重要的设备，从某种程度上来说，汽轮机的运行状况直接影响着发电系统运行的稳定性与安全性，如果汽轮机运行中出现各种故障或者其他问题，将直接影响着发电厂的运行状况，进而威胁着人们的生命财产安全。具体来说，汽轮机指的是一种以多种形式将能源转化成电能的机械设备，在当前社会中，汽轮机被普遍应用到火电厂行业发展中。
2汽轮发电机工作原理
汽轮发电机异常振动在发电厂故障中属于较为常见的故障。对于这一原因，故障原因进行检查分析和论证，将发电厂的维护改造创新应用在汽轮机异常震动上，这对于发电系统的稳定运行具有非常重要的意义。围绕汽轮机异常产生的原因展开分析，并根据各类原因找到相应的预防对策汽轮发电机组中的汽轮机是一种可以将蒸汽）行机械动能转换的机械设备。在发电机组中，汽轮机属于重要设备组成之一，在运行中有时会被当做压缩机和驱动装置予以运用。按照汽轮机的功能原理进行分析，当蒸汽进入锅炉之后，最终转换到技能基础。其实蒸汽会按照一定次序从机组中的动叶中，同时解放蒸汽本身的热能加以转化，最终产生机械能在汽轮机的转子旋转的过程中产生，带动发电机转子旋转切割磁力，使电能源源不断地产生。
3汽轮机主要结构
汽轮机包括了叶轮主轴、叶片等部分。通常包含了转动部分和静止部分2个部分。静止部分包括了轴承隔板汽封，静叶的转动部分则包括连轴承叶轮主轴和运动叶片的在高温和高压条件下，以较高的转速进行工作，是汽轮机的主要工作模式。汽轮机的主要设备，配套包括了发电机锅炉凝汽装置等，属于兼并型重型机械设备。在进行运行的时候，由于采用高压和高温进行运行，因此汽轮机的功率比传统的往复式蒸汽机大。汽轮机的运行中，安全性是第一要务。因为整体的高速流动具有连续性，单位面积产生的蒸汽流量非常大，在运行中一旦发生事故，就会导致蒸汽温度和压力的泄漏，尤其是大功率的汽轮机，热效率非常高，因此对于汽轮机的运行安全耐用性和可靠性的研究从未中断。伴随着当前科技水平不断提高，汽轮机在整体性能上已经显现出十分优良的状态。各大热电厂都在汽轮机的安全维护上下大力气进行重点工作。
4汽轮机异常的原因分析
4.1汽轮机使用过程中中心不正
火电厂汽轮机异常振动的主要影响因素是汽轮机在进行具体的使用过程当中运行中心不正。由于汽轮机在启动时运行速度会十分快，就会导致汽轮机内部受热膨胀出现不均匀的情况，或者说在系统内部会出现很多的约束使得汽轮机的转子在使用过程当中发生偏转。汽轮机机组在使用时发生的非合理位移，会产生很严重的问题，就会造成汽轮机在使用过程当中产生振动。
4.3气流激振引起的异常振动
汽轮机的内部结构十分复杂，尤其其运行环境要求极高，从实践情况来分析，造成异常振动的原因有很多，也就是说任何一个因素都可能导致异常振动，当然也可能是多种因素相互作用的结果，主要包括受到机械或者人为因素的损伤、操作失误或者后期管理维护不当等多方面因素造成裸导体和汇流失去平衡性，使得整个汽轮机功率运行出现问题，从而影响整个发电系统运行的稳定性与安全性。对于大型的额汽轮机机组来说，经常由于设置运行参数不合理导致振动问题，这种原因发生的振动是最普遍的，汽轮机如果出现振动运行时，会影响到其他原动机出现故障。一般来说，汽轮机是由几台机组并联运行的，也就是说如果其中一台机组出现故障问题，就会影响到其他机组的运行稳定性。常见的由于运行参数不合理造成的振动是由于设置不合理导致的汽轮机发生激振，也或者是由于配气方式错误导致汽轮机轴承稳定性降低[5]。
4.4转子热变形引发的异常振动
由于汽轮机转子锻件的径向纤维组织无法达到绝对的均匀，这就使得组成转子的材料在物理特性上存在不同程度的各向异性。汽轮机转子长时间处于高温环境中，其材质的各向异性将会被放大。当转子受热以后，转轴将会产生不均匀的轴向或径向膨胀，若转子制造工艺差导致各向异性严重时，就会引起转子出现热弯曲从而导致不平衡振动。热不平衡振动的大小与转子的受热状态有直接的关系，当汽机温度异常导致出现温差时，转子制造过程中残留的内应力将不断释放，在汽轮机气缸进水、气缸中进入冷空气造成摩擦等极端情况下，转子的变形量甚至可能超过材料的屈服极限而发生永久变形。
4.5滑销系统磨损
脱硝系统作为整体机组的重要组成部分，对于固定汽轮机气缸与轴承外壳具有重要的作用，另一方面，如果汽轮机在运行中发现受热或者冷却现象，脱硝系统可以进行调整使得机组膨胀或者收缩。当汽轮机振动异常时，会造成脱销（错别字）系统的磨损，如果磨损严重将会造成机组的热膨胀，长此以往会引发严重的安全事故，造成巨大的损失。
4.6油膜振荡引起的异常振动
汽轮机的正常运行是保证发电系统安全运行的基础与前提，也是维护人们生命安全的关键，因此，必须对汽轮机的不正常运行和故障进行深入分析，并且采取相关的保护装置，降低汽轮机发生故障的几率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆油膜是汽轮机的基础部件，如果汽轮机油机的容量无法满足负载的要求，或者汽轮机油机运行的机组负载超过一定限额等情况下，就会导致汽轮机在高度运转过程中出现弓形涡动。伴随着发电机的转子高速旋转，轴径上下浮动，慢慢会出现油膜不稳定的问题，从而导致振动的现象[3]。
4.7汽轮机持续运行导致的振动
汽轮机在运行过程中可能会出现缸胀不均匀、油系统温度下降、蒸汽质量下降和真空度下降等现象，这些都会导致汽轮机的异常振动。例如，运行过程中振动值处于合格数值范围内的汽轮机，经历过停机大修再次重启初期，汽轮机一号轴承附近振动数值开始上升，但随着功率提升振动逐渐恢复正常，这种振动就是受蒸汽品质的影响造成的激振。在小流量工况下，流场不稳定可能产生与转速频率不成倍数的多种频率激振力，这种激振力会使得调频合格的叶片也产生比较大的动应力。如果叶片和流通部件存在结垢，那么汽流不均匀引起的激振力将进一步增大。
5汽轮机异常振动的应对方法
5.1气流激振现象的应对方法
不同的振动原因所引发的异常振动，处理方法也不尽相同。针对汽轮机振现象，需要结合汽轮机具体振动特征，对气流激振现象进行跟踪、记录、分析。首先需要分析汽轮机的振动数据，通过对收集的数据制作相应的振动曲线图，观察汽轮机在运行过程中的振动变化规律，包括振动变化趋势和范围，从而确定汽轮机气流激振现象原因，采取针对性的解决措施。细化控制汽轮机的负荷变化，根据汽轮机的运行状态调节进汽阀开度[3]，快速越过或避开汽流激振的负荷范围，是消除气流激振的有效办法。
5.2不断完善汽轮机保护的技术水平
汽轮机的正常振动对于整个机组的使用具有十分重要的意义，因此在进行运行的过程当中，要将相应的质量监督设备安装到汽轮机的装备上，建立起相应的高效运行的监督体系。通过更高的技术水平来适应目前经济发展的需求。如果不能够对汽轮机的问题进行及时解决的话，那么会对整个机组带来很严重的影响，导致发电机的相关部件会出现损坏的情况，会严重的影响到火电厂正常运行不利与保障电力的供应将会给我国经济发展带来一定的阻碍。所以在日后的发展过程当中，就必须不断的完善汽轮机保护的技术水平，来更好的提高火电厂的发展能力。
5.3加强对火轮机运行的检查监督
由于火电对于我国经济发展的帮助十分明显，因此要想能够更好的保障火电厂更加安全的运行就必须对汽轮机的问题进行及时的解决。由于汽轮机是火电厂设备当中的重要组成部分，所以解决汽轮机异常振动的问题就要加强对故障监督和管理的水平。为了能够更好的解决汽轮机出现异常振动的现象，可以通过对新设备的检查与检修测试汽轮机在使用过程当中是否符合生产的标准，在通过测试以后要加强对汽轮机日常的检查，提高对故障的预警，提升整体汽轮机的检测能力，通过对具体问题的分析和调查来制定相应科学合理的措施进行应对，将汽轮机的使用调整在更加科学的范围之内之后，再与其他的设备进行使用。因此汽轮机检修的过程当中必须要做到制度化和规范化，加强对汽轮机机组运行的重视程度，防止问题影响到火电厂的发展。
5.4优化机组保护
汽轮机运行过程中，安装相应的振动监视装置和保护系统，并建立信号报警与控制系统，构成了保护汽轮机安全高效运行的基础设备。另外，机组应该安装振动保护的相关设施，当汽轮机的振动超过了既定的安全范围时，就会发出脉冲信号驱动该装置保护机组电路，自动关闭主汽门，并发出报警信号通知相关技术人员，可以实现对机组的有效保护。但是，近年来随着机组容量的增大，导致对于汽轮机的监视与保护装置提出了更高的要求，需要这些装置具有更高的安全性与可靠性，来进行汽轮机振动的监视与保护。
5.5转子热的振动检修处理
汽轮机是在蒸汽环境下进行工作的，针对汽轮机运转声响大的问题，应该进行停车检查，维修人员应该对松动部件进行紧固处理。由于汽轮机长时间在高温高压环境下运转，转子是汽轮机的关键部件，直接影响着汽轮机的运行状况，因此必须重点加强对转子的维修检查，一个细微的故障也可能给汽轮机运行带来安全隐患。做好汽轮机常见故障的处理方法和检修管理工作，检查汽轮机部件的高温程度，避免转子的热振动现象，不仅可以降低汽轮机发生故障的几率，还可以保证发电系统的安全运行[7]。
5.6转子热变形的异常振动应对方法
由转子变形热引发的汽轮机异常振动的检测方法较为简单，可通过监测转子离心力的大小进行判断。对于离心力不严重的临时性变形，可通过在转子上方加装配重平衡块[4]，使转子重新达到平衡，从而消除振动。针对受损严重的转子，应及时更换汽轮机转动部分、及返修工作，避免热变形引发汽轮机异常振动。此外，应尽量保证转子时刻处于平衡状态，如启停机过程中的长时间盘车，开缸吊出转子后使用盘转子工具等。同时，要做好汽轮机的密封工作，避免冷空气及水的进入或润滑油泄漏等可能造成热不平衡的因素。
结语
汽轮机的正常振动对于整体机组的正常运行具有重要的作用，一方面实现了对机组的安全控制，另一方面又确保了生产的正常进行，对于整个电力与供汽系统而言就有重要的意义。因此，在实际的生产操作中，要采用科学合理的方式避免振动异常现象的出现。机组投入使用之前，要进行试运行测试，及时发现异常振动并妥善处理，安装必要的监视与保护控制系统，对振动情况进行监测与保护，保证整体机组的安全运行。
参考文献:
[1]张玉驹．汽轮机运行振动的危害原因分析及处理方法［J］．盐科学与化工，2018，47(05):45-47．
[2]蔡强，黎瑜春．汽轮机间歇性突发振动原因分析及处理［J］．现代机械，2017(5):98-100．
[3]朱皓凯．汽轮机振动故障的原因分析与处理［J］．中国高新区，2017(19):124-125．
论文作者:邓星星
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/2
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