汽轮机振动的原因分析及处理对策研究

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　　摘要：文章分析汽轮机在电厂运行中的作用以及其发生振动故障时的特点，深入分析引起汽轮机发生振动故障的具体原因，并针对这些原因，提出了预防汽轮机出现振动的故障具体措施，以供参考。
　　关键词：汽轮机;振动;原因;对策
　　1引言
　　 在电力企业装机容量不断增大以及进行技术改造来满足人们对于电能需求的同时，针对电力企业发电系统中影响发电机组稳定运行的因素也进行了研究，针对发电系统中容易出现的故障及其原因进行研究和分析，寻找提高发电机组运行稳定性的措施。本文主要针对火电厂中汽轮机运行中容易出现的振动故障进行研究，分析其发生振动故障的特点和引发其振动故障的原因，从而从根本上对汽轮机振动故障进行排除，确保发电系统运行的可靠性，提高电力企业的供电质量。
　　2汽轮机振动的原因分析
　　汽轮机在运行过程中，受到汽轮机内部构件的设计、自身质量、安装、运行检修与维护、以及外界环境等因素的影响，都会引发其发生振动故障。引起汽轮机振动的具体原因可以总结为以下几点。
　　2.1汽轮机设計与制造问题
　　在对汽轮机进行设计和制造的过程中，由于受到设计技术水平和制造加工工艺的限制，在设计过程中所设计的加工精度，由于目前的生产加工工艺限制而无法满足，尤其是汽轮机中对精度要求较高的转子等零部件，由于无法满足其设计标准要求，所以在高、低速平稳试验中无法满足试验要求，这就容易导致转子在汽轮机实际的运行中容易出现离心问题而导致其发生振动故障。
　　2.2汽轮机等设备安装工艺的影响
　　在对汽轮机进行安装的过程中，影响其安装质量的因素主要有安装施工现场环境因素、安装人员的整体技术水平、以及安装方案和安装工艺的合理性等，在电厂建设或大修技改中，需要根据安装现场实际情况以及安装人员的整体水平以及安装所用工具等进行具体安装方案的制定和优化，但是在实际的安装方案制定中容易出现工艺不合理的问题，而且由于安装人员通常专业技术水平参差不齐，容易出现没有按照安装规范进行操作或者出现安装操作失误等问题，加之相关的监理和监督人员没有对施工过程进行严格监督，就容易导致安装过程中出现各零部件的间隙不符合标准，甚至出现零部件之间的接触或碰撞，这就会导致在长期的运行过程中各零部件发生膨胀而增大其摩擦，以及润滑油系统失效等问题而引起的振动故障问题。
　　2.3汽轮机运行及调整中的振动原因
　　油膜震荡是汽轮机转子在高速旋转条件下产生的故障问题，也会影响转子的稳定性。转轴在旋转时是围绕轴线进行的，当转子出现失稳现象后，轴线会围绕平衡点进行涡动，涡动的频率一般为转子转速的1/2。如果涡动的速度达到临界转速时，共振会增大，严重时还会出现比较激烈的振动。油膜震荡还会引起机组振动，当振动的转速增加后，振幅也会大大增强。当振动频率与发电机的临界速度一致时，其振动频率不受速度的影响。油膜震荡还会引起低频分量，会使顶轴油压出现较大的摆动，在轴承内还会出现较大的金属撞击的声音。
　　汽轮机运行中出现的激振类振动主要表现出的特点有以下几点：首先就是在汽轮机运行中的负荷超过一个固定点时，会出现轴振动显著提高的现象。相反，如果经过降负荷的手段来将负荷降低到一个数值以下时则会出现振动显著降低的情况。然后就是表现出上述出现强烈振动的频率与高压转子一阶临界转速相同或者略低的现象。分析出现上述特点的原因可知，首先就是在汽轮机运行中出现了不均衡的气体来对叶片造成冲击的情况;对于大型装置，由于较长的末级，由于叶片末端的气体湍流，可能发生蒸汽流激励;轴封也可能发生汽流激振现象。
　　2.4汽轮机运行检修与保养问题
　　根据火电厂的检修计划需要在汽轮机运行过程中定期进行检修，而且一旦汽轮机中的某个部位发生故障也需要进行故障处理，根据检修计划还需要对汽轮机的日常运行情况进行巡检，并对需要日常清理和维护保养的部位进行相应的处理。但是在检修的过程中，由于检修人员责任意识不强，没有严格按照操作规范进行检修，容易导致故障隐患的存在，而且如果日常的检修与维护保养的工艺和技术不够合理，也容易导致在故障排除的同时埋有其他的故障隐患，且容易被忽略。比如在对汽轮机检修的过程中，如果没有对其排气管的温度进行有效控制，就容易造成轴承温度过高而造成振动故障。而且轴承在旋转过程中如果润滑油形成油膜就会影响汽轮机转子运行的稳定性，也会引发振动故障。
　　3汽轮机振动处理对策
　　3.1提高汽轮机及其零部件的设计与加工水平
　　 我国的汽轮机及其相关零部件的研究部门，应将研究重点向汽轮机运行中的关键部件以及精密部件转移，提高精密零部件的加工水平，确保其加工精度满足设计要求，不仅可以有效降低振动故障的概率，而且全面提高我国的汽轮机生产加工整体水平，推动我国汽轮机设计与制造的国产化，从而降低了中国电力公司蒸汽轮机的成本投入，提高了电力公司的经济效益。
　　3.2提高汽轮机组安装施工人员的专业水平
　　对于汽轮机组的安装施工单位来说，应加强对施工人员的专业技能培训，培养一支具有较高专业水平和综合素质的施工团队，而且提高技术人员的专业理论知识水平以及与施工现场相结合的实践能力，提高安装施工工艺的合理性和科学性。对于施工现场监理人员以及电力企业的相关技术监督人员来说，应对汽轮机组的安装施工全过程进行质量控制，从汽轮机及其零部件的质量、施工人员的专业技能水平、安装施工环境、安装施工方案的合理性和优化、安装施工工艺的选择、安装过程的管理等方面进行质量控制，从根本上排除汽轮机运行中故障问题的发生。
　　3.3汽轮机运行及调整中的振动故障处理
　　针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间（一年以上）记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线变化情况。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式避免汽流激振。
　　在汽轮机运行中出现油膜震荡问题时所需要采用的故障处理措施主要有以下几点：首先就是对轴瓦比压进行增加;其次就是减小轴承垫的顶部间隙或增加上轴承合金的宽度;再次就是对轴颈和轴瓦的接触角进行减小;最后就是润滑油动力粘度降低，就是油温提高或者是对具有较小粘度的润滑油的选择。此外还可以降低转子原有不平衡分量，采用的方法就是平衡的方法。
　　3.4提高电厂检修与维护人员的综合素质
　　对于电厂的汽轮机检修与维护保养人员来说，应加强对其进行汽轮机振动故障危害性的教育，提高其对汽轮机振动故障危害的认识，提高对汽轮机运行作用的重视，而且定期组织相关的安全教育和实际案例分析，不断学习本行业以及其他相关企业中的先进技术和检修与维护方法，加强工作人员之间的技术交流与沟通，全面提高工作人员的责任意识和综合素质，避免由于工作人员的专业水平较低或工作失误而引起的汽轮机振动问题。
　　4结语
　　 电厂汽轮机是电厂发电系统中重要组成部分，其在运行中容易出现振动故障而影响发电系统的稳定性和发电效率，而引起汽轮机出现振动故障的原因主要有设计、自身质量、安装、运行检修与维护、以及外界环境等因素，所以需要提高汽轮机及其零部件的设计与加工水平、提高汽轮机组安装施工人员的专业水平、提高电厂检修与维护人员的综合素质，从而对电厂汽轮机的振动故障进行有效预防和控制，提高电厂运行的安全与稳定。
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