摘要：汽轮机是火电厂中至关重要的设备之一，直接关系到火电厂的的运行以及人员安全。在火电厂的运行过程中不可避免的会发生各种机械故障，其中汽轮机的异常振动是最常见的故障且是最难以排查和解决的问题。所以分析汽轮机的异常振动以及寻找解决办法对于维持火电厂的正常运转保障人员生命安全具有重要意义。
关键词：汽轮机；异常振动；解决办法
一、引言
随着我国经济社会的快速发展，各行各业流程化，快速化，便利化，机械化的变革，对电力的供应需求提出越来越高的要求，因此火电厂是关乎我国各行各业发展的重要基础设施。其中，火电厂里汽轮机的正常运行与电力供应息息相关。汽轮机的日常维护和保养是当前火力发电维修部门最关键最紧要的任务之一，汽轮机异常振动也是最常见的故障，也是困扰维修人员的主要问题，因此分析汽轮机异常振动的原因以及提出可靠的解决办法有助于提高供电效率，减少维修时间以及资源浪费，保障人员生命财产安全。
二、汽轮机异常振动常见原因
由于汽轮机的结构组成较为复杂，在特殊环境下运行等造成汽轮机的故障频率较高。其中以异常振动出现次数最高，其组件的任何一个部分或者是有关媒介改变都可能会导致汽轮机异常振动，例如：油膜异常、气流激振、转子热变形等。
（一）油膜振动导致汽轮机异常振动
油膜是汽轮机中重要部件，汽轮机开机以后，随即进行高速运转。在转子高速旋转的过程中，强烈的载荷作用到油膜表面，由于油膜对轴颈的作用力更强，显著高于轴颈作用力以及科氏力。高速旋转导致弓形涡动，增加轴颈向上浮动的作用力，同时导致油膜受到的作用力增强，长此以往油膜的稳定性会降低出现不正常的振动。此外，由于发电机的转子在轴承油膜上高速运行，因此油膜的稳定性受到影响以后会导致转子旋转速度增加，高速运转导致运行过程中摩擦力增加，摩擦引起的损耗相应增加，还会导致转子的临界转速降低。进而引起油膜运行压力升高，作用力与反作用力的相互作用导致不稳定性增加，在汽轮机运行过程中出现不规则异常振动，最终机组稳定性受到影响，出现油膜异常振动现象
（二）气流激振导致汽轮机异常振动
火力发电厂的汽轮机机组通常比较大，导致其整体的组件较长，所以在末端较容易发生气流的紊乱，可能会导致气流激振；因此在日常维修检查汽轮机时，可根据以下三个方法来判断：一是查看是否有低频分量的大量出现，并且仔细排查是否属实；二是查看是否是运行参数设置不合理而导致的异常振动，如果是参数设置的问题，那么振动幅度的增加是突发的，而且增加的幅度往往很大。对于这种情况，应该尽可能的保证机组在额定参数下运行，且尽量避免在温度和气压较低的地方运行，以及减少运行负荷；第三中比较特殊的原因是汽轮机机组的配气方式错误导致异常振动，轴承在转子旋转过程中振动失稳定性。
（三）转子热变导致汽轮机异常振动
转子热变也是汽轮机不正常振动的重要因素之一，在转子振动幅度增大过程中，转子温度和蒸汽参数之间互相关联，转子温度直接影响蒸汽参数的变化。在汽轮机运行过程中，由于转子热变导致在冷态机器达到预定标准之后，汽轮机工作环境温度较高，而用作转子的材料不能适应这种高温环境，耐热度不够导致机器出现不正常的振动现象。此外，在运行过程中的摩擦摇摆等情况导致暂时性的机器抖动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以上这些均会导致转子变形即转子热变形，变形的转子与周围零件的间距缩小，导致空间之间的气压增大，大气压力和运转的相互作用力之间不平衡导致异常振动。在这种情况下震动信号主要频率为工频，随着转子热变的进展，非线性冲击越来越高，导致部分分频和高频产生，若二者之间摩擦力不断升高导致振动的相位和幅值趋于稳定，则其振幅就会不断增高。
三、异常振动的解决办法
（一）油膜振动解决办法
要防止油膜震荡引起的汽轮机异常振动，首先要保证转子和轴承能够稳定持续的运行，降低二者之间的摩擦力是首选办法。因此需要使用相应的润滑油来进行保养，但要注意润滑油的粘度，润滑油的粘度与油膜承载能力正相关，所以需要适当的增加润滑油的粘度，但粘度补可太高，太高会导致油分布结构破坏，摩擦力增大。此外，还可以减少轴瓦顶的间隙进而增加轴承合金的宽度，调整轴颈和轴瓦之间接触角度来检查油膜振荡故障。
（二）气流激振的解决办法
要解决气流激振导致的异常振动，首先需要长时间的数据记录，然后吧记录的汽轮机振动数据分类整理，用相关软件做成曲线图。根据曲线图进一步分析振动变化趋势，通过改变汽轮机不同负荷高压调速气门，观察曲线变化进一步调整负荷变化率，消除气流激振。
（三）转子热变的解决办法
由于汽轮机的转子长期处于蒸汽区域运行，导致转子热变是非常普遍的现象。要解决这个问题就必须从转子设计的时候开始，选用耐高温高压耐腐蚀的新型材料来制作转子。若是已经投入使用的耐热性不好的转子，则可以在使用一段时间后进行汽轮机保养维修时更换部件，使用耐高温高压材料制作的部件来替换，这样可尽量减少转子热振动的频率，保证转子的正常高效运转。
（四）调速系统以及凝汽器故障的解决办法
调速系统以及凝汽器故障也是汽轮机常见故障，一般来说针对调速系统故障会有如下几种解决办法：①在设计之初综合考虑油管路和油动机的动态组合，尽量全部调控油管路；②保证整个系统的滤网通常，定期跟换系统之中的过滤器和硅藻土过滤器；③ 确保气门气杆连接正确无误，接触面积大于3/4；对于凝汽器真空偏低问题解决办法有：①定期清理检查喷嘴，并通过真空系统灌水来检查气密性；②通过化学方式对凝汽器除垢。
四、结语
汽轮机是火电厂的重要设备直接关系到火电厂的运转以及人员生命财产安全。因此，对于汽轮机使用过程中的异常振动问题，应该给予更高的关注，明确常见异常振动原因以及准备好相应的解决办法，在故障发生时能够快速及时的进行排除维修，确保汽轮机正常运行，保障生产安全。
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论文作者:郝忠凯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/24
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