(宁夏京能宁东发电有限责任公司 宁夏灵武 750400）
摘要:汽轮机是一种可以将蒸汽的能量转换为机械工作的高速旋转设备。并且有着较为广泛的应用范围，除了可以进行泵、风机以及压缩机的驱动外，还可以作为发电机组的远动机，在多数大型生产中都被作为核心设备进行使用，为此要确保其在使用过程中的稳定性。
关键词：汽轮机运行；振动；防止技术
1汽轮机振动超标的危害
在实际应用的过程中汽轮机振动的大小决定其在启动时能够实现其速度以及网带负荷的重要参数。同时在实际应用的过程中，可以发现，汽轮机出现振动的情况是难以避免的，但只要汽轮机在振动时，其振动的幅度可以保持在规定的振动值内，那么该振动便属于正常振动，不会对汽轮机的启动以及运行产生负面影响。但如果在实际应用的过程中，出现了汽轮机振动超标的情况，便会导致汽轮机的动静部分出现摩擦等方面的问题，导致动静部件损坏，使其转子出现热弯曲的问题，导致轴出现永久性弯曲的问题，在严重的情况下，动静部件的疲劳损坏，还会引起轴瓦温度超温，导致轴瓦被烧毁。而且由于振动超标，汽轮机内部的部件在此过程中也会产生磨损与偏磨的现象，使设备的使用寿命无法得到保障。同时，在一些情况下，由于振动超标造成的事故停机，还会直接或间接性的引起其他设备损毁，使机组的经济效益无法得到保障。
2汽轮机运行中的振动及防止措施
2.1油膜振动造成的异常振动与故障排除
（1）振动原因分析。油膜振荡是由于运行过程中滑动轴承引起的自激振荡现象，可能由于同幅转动情况，出现更为激烈的变化，一般来说，油膜振荡主要是在汽轮机转子临界速度两倍以上时发生的一种振动情况，如果这种现象发生，没有进行及时的处理，那么振动幅度将会越来越大，即使再提高转速，也不会消除振荡的现象。同时，如果这种振动情况持续时间较长，还可能造成烧瓦和轴系破坏等连锁反应。根据工程实践经验总结得知，造成油膜振荡的主要原因如下：①润滑油的进油温度过低；②轴承稳定性；③轴瓦间隙；④其他。（2）振动故障排除。第一，提高润滑油的进油温度，一般来说，如果油温较低，最小油膜厚度增大，就可能造成油膜振荡的现象。将油温提高到38～45℃，可以尽可能提高油的流畅程度，降低黏度，设备表面结出的油膜厚度就会较小，离心率也会较大，这种情况下，油膜振荡会被比较快速的被破坏，转子中心的离心速度较高，可以进一步减少运行的阻力，减轻振动现象。第二，轴承的结构设计决定其稳定性。汽轮发电机组中采用可倾瓦稳定性最佳，其次为椭圆瓦。前者主要运用于大型机组，后者运用较为广泛。在现场若发现轴瓦自激振动且采用的是圆筒瓦时，可修改为椭圆瓦，以降低振动程度。第三，通过启动顶轴油泵的方式提高轴承油膜的径向刚度，改变轴承的间隙情况，排除油膜振荡现象。
2.2汽流激振现象与故障排除
（1）汽流激振原因。汽轮机的汽流激振现象常突发于机组高负荷状态下，主要出现在叶轮直径较小和短叶片的高压转子上，其特征为振动频率低于转子工作频率。引起汽流激振的机理主要是以下两个方面：①汽封腔内压力周向变化起的激振力。这是由于轴封上、下部腔室内的压差，促使转子从静止位置继续向下运动，在此过程中，转子的惯性滞后作用使下部腔室内压力开始增加，这种汽体压将促使转子产生位移，形成涡动；②转子转矩不平衡引起的激振力。这是由于机组安装、运行中汽缸跑偏、转子径向位移等原因，造成转子相对于汽缸发生偏移，使蒸汽在转子上做的功径向分布不平衡而引起转子涡动。（2）汽流激振故障排除。进行故障分析的过程中，要对机组的振动数据进行连续性分析，在短时间内对汽流激振现象进行观察可能无法找到合适的因素，而通过长时间的复核记录、进行曲线观察，可以有效判断出汽流激振现象产生的范围以及变化的趋势。通过以下途径可有效排除汽流激振现象的产生：①改变调速汽门开启程序，以此避免转子在单侧蒸汽力作用下发生明显的径向偏移和在转子上产生不平衡力矩；②调整汽缸和转子中心，避免运行中转子和汽缸中心发生明显偏移；③加装防涡汽封。
2.3摩擦振动与故障排除
在实际应用的过程中，多种问题都容易导致汽轮机组在实际应用的过程中，而产生其内部动静件摩擦的问题，比如内部构件与壳体保护之间的碰撞。如果在汽轮机组进入启机阶段时，尚未进行充分的暖机、暖管，便会由于产生热膨胀不均或是内部滑销受限等问题，致使汽轮机的缸体出现跑偏、账差值超过标准范围等问题。并且，如果在使用汽轮机时没有进行对中，便会导致汽轮机的转子轴轴颈位于极端为此，出现非转动部件的变形或是翘曲，从而令汽轮机的转子在静止件内发生偏移，产生摩擦的问题。此外，在进行对汽轮机的检修后，由于其内部动静部件之间的间隙往往偏小，由于转子挠曲出现了变形的问题而导致的摩擦。
某660MW汽轮机机组为国内某火电厂#3机组，型号为N660-25/600/600（超超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、纯凝汽式），汽轮机由8个轴承支撑，高压转子采用双支承，发电机和励磁机转子采用三支承，其余中压转子和低压转子采用单支承。
通过观察该660MW汽轮机组在不同转速下的基频振幅与相位角的变化发现，当转速发生变化时，二者发生了明显变化波动，如果该机组因为质量不平衡引发振动，则二者会基本保持不变，故首先排除本身质量不平衡问题。通过检测涡动频率的变化情况也排除了油膜失稳问题。在该机组运行时，并未对高压进气阀进行操作，其开度未发生任何变化，该可倾瓦轴承依然存在，说明其轴振与高压进气阀开度无关，可以排除气流振动问题。随后，对该机组的启动参数控制进行了检查，各项参数均无问题，认真检查管道疏水情况，均无问题，汽轮机组进疏水流畅，机组受热均匀，可排除膨胀不均问题。将机组长时间停留在1000r/min左右的转速下，发现该可倾瓦轴承X/Y向轴振逐渐减小，初步判断该可倾瓦轴承轴振是由于汽轮机中高中压转子热弯曲引发。通过查阅本次检修记录发现，中高压部分汽封、轴封更换为了接触式汽封。该可倾瓦轴承所在的轴系也进行了更换，甚至存在过盈现象。故认为此次机组振动是由于汽封与转子之间发生了碰撞摩擦，产生了动静摩擦而造成的。为解决该问题，将该机组启动并维持在1500r/min（该机组的临界转速）左右的转速下，使该可倾瓦轴承轴振逐渐趋于稳定，更换转速（升速），再次使该可倾瓦轴承轴振逐渐趋于稳定，不断重复该过程，直至最终振动减小趋于稳定（动静接触部分磨平）。
在应对摩擦类故障时，需要根据摩擦类故障的具体特点，来采取相应的措施进行解决，从而避免采取错误的应对措施，导致汽轮机摩擦故障的进一步加剧。当汽轮机在启动过程中，便由于摩擦问题而引发振动超标时，要注意不可以强行提升设备的运行速度，避免导致汽轮机大轴的永久性弯曲。在处理时，要根据当前汽轮机转速的具体情况来采取对应措施进行控制。比如，当汽轮机的转速在临界转速以下时，应当立刻打闸停机，并保持一定时间的盘车后再启动汽轮机。而如果汽轮机的转速在临界转速以上时，则应当在保持可控的转速后，进行一定时间的停留，使设备内部摩擦的构件逐渐磨合出间隙，再进行速度的提升。当摩擦问题出现在汽轮机的带负荷阶段时，需要在振动能够控制在一定变化范围后，进行观察时设备内部的构建磨合出空隙。而如果振动的情况不断加剧时，需要立刻降低机组的负荷或是打闸停机，以避免由于振动过于强烈而损害机组的安全运行。此外，在发生振动超标的问题后，无论是那种运行状态，都不能够退出振动保护。避免出现由于汽轮机振动迅速增加导致机组损坏的情况。
结束语
综上所述，火电厂汽轮机的主要故障原因有油膜振荡、汽流激振、摩擦振动等，只有对原因进行有效的分析，进行针对性的排查，才能提高设备运行的稳定性。因此，我们要加强系统研究，探求技术的发展方向，加强故障排查能力，提高实际维修效率，使机组安全稳定地运行。
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