摘要：汽轮机振动会严重影响其正常运行，降低了工作效率，带来经济损失。汽轮机振动受多种因素的影响，深入研究可以有效推动我国电力生产的有效进行。本文就对汽轮机运行中的振动及防止技术进行分析和探讨。
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汽轮机异常振动的原因
首先是油膜失稳，半速涡动以及油膜振动会导致振动问题，当转子转速小于两倍第一临界转速时会发生半速涡动，且这种振动会维持至最高转速。当转子转速发生改变时，涡动频率也会发生改变，帮助工作人员识别半速涡动。其次是气流振动，机组设计人员为了提高工作效率，通过改变级数增大跨距，降低临界转速，增大了工作转速与临界转速之间的差距，以致轴系统稳定性下降。通流部分径向间隙导致转子弯曲，两侧间隙大小不一，使得轴径承受更多的切向力，从而使得轴径进行正向涡动。叶轮流通部分的相互作用力会增大叶轮围带与壳体之间的间隙，以致叶轮带失稳，受磨损，而磨损导致增加的间隙会进一步增大流动切向力，导致更大程度的振动。再次是膨胀不均，其主要由加热不均以及气缸膨胀受阻引起，改变了汽轮机轴承位置与标高，转子中心产生位移，轴承刚度减弱，以致机械振动。最后是动静摩擦，随着汽轮机工作效率的提升，动静间隙不断减少，增大了零件之间的碰撞几率。而动静摩擦会导致汽轮机产生强烈的振动，甚至还会导致轴承弯曲，破坏整个轴承系统，导致更为严重的经济损失。
3汽轮机振动防止措施
3.1建立神经网络汽轮机振动诊断系统
为了更好的解决汽轮机振动问题，研究人员应建立完善的汽轮机振动诊断检测系统，以便及时发现问题。神经网络汽轮机振动诊断系统主要采用了计算机处理技术，数学模拟了人脑神经系统，可以模拟人类处理信息的流程。对此，研究人员应在汽轮机头以及各个振动点安装吸纳红采集装置与机械箱，采集信号后储存于特定文件中，并利用信号降噪提取并保存小波能量。处理后的故障特征向量可以进行测试诊断，从而快速判断汽轮机的振动原因，以便及时发现问题进行调整维修。
3.2防止油膜失稳
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。因此，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。
3.3气流震荡防止
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。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。
3.4转子热变形防范
转子热变形大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时，转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化，由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。首先，通过温度控制的方式在机组冷状态下进行相关的启动，对于负荷值进行相关的分析，有效避免内应力的存储，造成转子的热变形。技术人员可以从振动频率分析入手，对于相伴随的应力发生情况进行有效地记录与控制，对于转子的弯曲变形情况进行异常振动的相关分析。其次，通过压力传感器以及振动传感器等，对于转子永久弯曲变形和临时弯曲变形带来的不同振动情况进行合理的故障控制，在找出造成转子温度升高的原因后，对于转子的离心参数进行合理的分析与计算，避免两端同时振动的情况，造成离心片力较大，影响相互抵消效率。最后，在某个算数点上对于振动的幅度进行合理的规避，避免不平衡的转动情况导致临界速度下降，影响整个温度控制的实际效果。除此之外，技术人员还可以通过转子热变形的相关故障处理等，通过更换新的转子，来避免这种异常振动情况的发生，如果振动力取消，那么机组就不会出现转子热变形导致的异常振动。然而，在实际的管理中，转子热变形的表现形式还复杂多样，只有对原因进行有效的排查，针对性进行处理与更换，才能够提高生产运行的安全水平。
3.5摩擦振动防范
摩擦振动也是造成汽轮机振动的主要异常原因之一，由于轴端汽封、叶片围带汽封和隔板汽封等部位动静部分间的径向间隙较小，受到转子热弯曲、管道推力、汽缸跑偏等因素影响，容易使径向间隙消失，使得汽轮机内部产生动静摩擦，造成机组强烈振动，严重时则会导致大轴永久弯曲。因此，启动前，投入盘车后，检测汽轮机组的动静部分是否有金属摩擦声。在这种情况下，对大轴的弯曲值进行数据分析与控制，如该数值在允许范围内，但却有较为清楚的金属摩擦声时，应在查明原因后再行启动。在未来技术升级与改造的过程中，还可以应用信息化的操控方式以及智能化的设备监控等，对于火电厂汽轮机的运行进行有效的监督与控制管理，避免其振动异常情况对生产的稳定性造成影响，降低设备故障率，减少运行成本，提升火电厂的实际经营效益。
结语
汽轮机的稳定运行是确保电力工作正常进行的决定因素，对此，工作人员应针对振动问题采取更多的防止措施，确保其稳定运行，保证安全正常发电，提高经济与社会效益水平。
参考文献
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