简述汽轮机振动的故障特征与处理方案

简述汽轮机振动的故障特征与处理方案

高海雁

（华电忻州广宇煤电有限公司山西省忻州市034000）

摘要：电力系统随着社会的发展而发展，其需要满足人们日常生活以及工作娱乐的用电需求，而汽轮机作为火力发电厂中的重要设备，对于电力负荷有着重要的影响。因此，为了维护电力系统稳定的运行，要对于汽轮机可能的故障情况加以重视，对于问题进行及时解决。本文将基于汽轮机振动的故障研究，进而探究其故障的处理方案，保证汽轮机的运行。

关键词：汽轮机；振动故障特征；处理方案

汽轮机，也可以称之为蒸汽透平发动机，通过旋转转子的方式对外做功，在火力发电厂中有不可替代的作用。汽轮机的运行是否正常将关乎发电厂的经济效益，但是在汽轮机运行中，其转子往往会出现异常的振动，严重影响汽轮机安全稳定运行。因此，在进行处理振动故障时，要了解汽轮机的故障种类特征，依据实际情况，进行准确而又及时的处理。

一、汽轮机振动故障种类特征

1.转子不平衡

在汽轮机中，转子作为其核心，很容易收到影响而出现故障问题，而转子不平衡从而导致汽轮机振动故障占比（80%）最高，而剩余的汽轮机振动故障原因也不可否认与其相关，因此，相关的专业人员要对其进行深入研究，并将转子不平衡的原因进行总结。而目前转子不平衡主要有三种原因，其一就是在转子的制造过程中就由于工作人员或设备而导致的制造误差以及装配误差，这样不精准的转子在使用过程中就会形成较大的振动。其二就是使用过程中氧化皮等异物对叶片损伤等，也会让转子不平衡，并且随着时间的延长，磨损越大，转子振动越明显，属于隐性的转子不平衡[1]。其三就是转子零件脱落，或叶片附着异物等，转子不平衡会显性的表现出来，让汽轮机产生故障。

2.转子热弯曲

在汽轮机工作的过程中，受汽轮机本体安装、维护、运行等因素影响，导致转子在汽轮机中产生弯曲也是常见的故障原因，其主要有：一种是临时性弯曲，是转子在停备过程中受热不均，动静间隙调整不当引发运行中动静摩擦导致转子产生不平衡，其有可能是启动前盘车不足、启动过程中暖机不良，局部摩擦升温从而让转子不能均匀受热，导致转子热弯曲的情况出现，其弯曲可以恢复，在盘车一段时间或暖机之后到达某一阈值就会减小振动[2]。另一种是永久性弯曲，出现这种情况可能是制造过程中结构不合理，材质受热性能不均匀，在进行长期停放时其方法不准确，以及遭遇冷水急速降温等情况，这种弯曲不能够恢复，在运行中会让轴的两端产生锥形运动。与临时性弯曲不同，无法通过盘车或暖机的方式消除，过临界时将产生较大的振动。

3.汽缸泄漏

汽缸能够影响汽轮机的机组的安全运行，因此对于汽缸泄漏导致的汽轮机故障问题也要进行了解。其主要有以下几点原因：汽缸在铸造之后要进行存放，使其中的内应力完全消除，但是如果时间过短，就会在运行之后不断变形，就算第一次进行了泄漏处理，还是会不断地漏汽现象发生；而且由于汽缸受力复杂，导致其在运行中不仅有汽缸内外的压力差，还有蒸汽流出静叶的反作用力以及各种连接管道的作用力等，都会让汽缸变形泄漏；还有就是汽缸本身的问题，使用的汽缸综合素质较低，对于强压、温度、老化等问题都没有较强的耐性，或者在制作中没有对汽缸进行回火处理，汽缸的螺栓没有栓今，螺栓材质不好，紧固顺序不正确等，都会导致汽轮机不能正常使用，因此在具体的故障排查中，要依据汽轮机的实际情况进行修复，保证汽轮机的正常运行。

4.汽流激振

在汽轮机中，产生汽流激荡的体现主要有两方面：一方面是在运行过程中，汽轮机产生数量庞大的低频分量，从而让汽轮组产生异常的振动，另一方面就是受到了运行参数的影响。而这些现象形成的主要原因就是在发电过程中，叶片受到了不均匀的汽流冲击，导致其运转形成了汽流激振，导致汽轮机不能正常使用，并且由于汽轮机机组较大，期末端较长，导致汽流在末端形成紊乱的流道从而导致汽流振动，除此之外，就是在轴承运转过程中，也会出现半速涡动的现象。汽流激振和半速涡动不同于大轴弯曲和动静碰磨，均以半倍频及以下分量为主。

二、汽轮机振动故障处理方案

1.转子不平衡处理方案

对于转子不平衡导致的汽轮机振动现象，首先应该在材料的选择上遵循相关的标准，以免出现材料不合格或制作不标准的现象出现，从源头上保证汽轮机转子的质量。其次，就是在进行转子的设计安装时，要聘请专业能力过硬的人员，其团队要具有相应的专业能力以及职业素养，在安装设计时符合汽轮机的转子要求，为转子的质量提供进一步的保障。最后，就是在使用过程中，要依据其操作标准进行汽轮机的操作，并对其进行定期的维护，任何机器在不维护的情况下使用都会缩减其使用寿命，还会在使用过程中出现安全危害，因此安全操作以及定期维护能够尽可能减少人为的对转子的影响，保证其能够减少转子不平衡带来的汽轮机振动现象[3]。

2.转子热弯曲处理方案

转子热弯曲的处理方案，应该在汽轮机的启动、停机、运行阶段进行热弯曲故障的处理，在此期间要实行正确的操作手法进行开机、停机以及升速，保证其工艺参数能够确定汽轮机的稳定运行，并且要依据汽轮机的故障情况矫正转子，而转子其主要弯曲原因就是由于膨胀不均导致的，在进行具体的处理时要根据不同的原因进行不同的处理。除此之外，由于动静之间的摩擦导致的转子热弯曲现象，应该停止汽轮机升速操作，相关人员也要深入了解其故障原理，并进行及时解决，以免出现恶性循环的现象，必要时也可以调整动静之间的摩擦，将汽轮机各部位的间隙调整到最优范围，以免再次出现动静摩擦导致的转子热弯曲。

3.汽缸渗漏处理方案

汽缸渗漏会对汽轮机的机组造成很大的影响，让汽轮机不能够稳定运行，如若不能及时处理，发电机也会停止工作，形成相当大的经济上的损失，也会影响电力企业的对外形象。因此，对于汽轮机汽缸泄漏的情况，相关人员要有与之相对应的处理方案，第一点就是要有专业的技术人员，其次就是对汽缸泄漏问题具有充足的认知，一般的材料以及修复方法无法应用到汽缸设备上，若是电力企业不具备修复汽缸的专业人员，可以将设备进行更换，不过此种方法资金投入较大，推荐企业培养相关的专业人才，以免造成更大的经济损失。

4.汽流激振处理方案

对于汽流激振而导致的汽轮机振动情况，需要工作人员充分的了解其电荷运行状况，通过调整高压调速气门开度和配汽方式，将其中可能出现的汽流振动现象进行消除，从而防止汽轮机的振动产生，在此基础上，让汽轮机能够稳定的运行下去，提升发电机的工作效率，保证人们用电安全，以此促进火力发电厂的经济效益的提高。

总结：总之，在汽轮机的运行当中，其振动故障的原因多种多样，如人为操作不当、设备没有定期维护、材质不够优良等，都能对汽轮机产生一定的影响，相关人员需要对此进行研究，了解其故障原因，做到出现故障时能够及时解决，并在日常的使用之中也要进行定期与不定期的排查，最大限度的保证汽轮机的稳定运行，为人们提供更加安全的用电系统。

参考文献：

[1]闫志勇.汽轮机振动超标故障分析及现场动平衡[J].中国设备工程,2016(3):71-73.

[2]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.

[3]李再旺.汽轮机振动故障检测与诊断研究[J].科技风,2018,No.345(13):134.

作者简介：高海雁（1986.08-），男，汉族，山东无棣人，工程师，主要从事公司汽机、供热、节能技术管理。