(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 黑龙江哈尔滨 150036)
摘要：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。
关键词：汽轮机振动；原因；对策
1汽轮机振动危害
振动主要指的是偏离了原来的平衡位置，位能与动能出现了转换。振动幅度不超过一定范围的振动不会影响汽轮机的正常运行，没有危害，但当超过一定范围后，振动就会危害汽轮机，降低工作效率。轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞以及轴承磨损等均属于汽轮机的异常振动，会导致整个机组零件的松动，甚至还会加剧内部动静摩擦，导致汽轮机磨损，加速了汽轮机的老化。振动由多种因素引起，安装汽轮机或检修后还应检查其振动程度，确保振动幅度在国家规定范围内，当前我国标准中，汽轮机振动幅度值应在0.05mm以内。
２汽轮机发生振动的原因
汽轮机振动故障在汽轮机启动和运行中较常见。制造、安装、检修及运行管理水平等都可能引起汽轮机振动，下面从两方面分析汽轮机发生振动的原因。
2.１机组运行中中心不正引起振动
（１）汽轮机启动时暖机时间不够，会造成汽轮机升速或加负荷过快，从而导致汽缸不均匀受热膨胀，或滑销系统产生卡涩现象，都会使汽缸对转子产生相对歪斜，同时机组也会产生不正常的位移，引起振动。（２）机组运行中出现真空下降，会导致排汽温度骤升，使后轴承上抬，易破坏机组的中心，从而引起振动。（３）靠背轮安装不正确，使中心不正，引起振动，且与机组的负荷成正比关系。（４）机组运行时，进汽温度超过设计规范，会增加机组胀差和汽缸变形（如高压轴封向上抬起等），从而导致机组中心超出可移动范围，引起机组振动。（５）在特定情况下，转子与汽缸不同心，会产生间隙振荡。
2.2转子质量不平衡引起振动
（１）在机组运行中，叶片折断、脱落及不均匀磨损、腐蚀、结垢，或发电机转子绕组松动或不平衡等，都会使转子发生质量不平衡。由这两个原因引起转子质量不平衡后，转子每转１周，都会受到转子不平衡质量产生的离心力的冲击１次，引起机组振动。（２）在不引起汽轮机动静部件间摩擦的情况下，转子发生弯曲，仍会引起振动，其振动特性除与转子质量不平衡振动情况类似外，轴向振动也较显著。（３）汽轮机轴承油膜不稳定或遭到破坏，轴瓦乌金会很快被烧坏，轴颈因受热弯曲，致使机组发生剧烈振动。（４）汽轮机运行时，通流分轴间隙或安装未达到设计标准；隔板发生弯曲，叶片变形；推力轴承工作不正常或安置不当；轴颈或轴承乌金侧向间隙较小等。这些都会使汽轮机内部产生摩擦，进而引起振动。
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
设计人员在设计汽轮机时应适当提升轴系稳定性与系统阻尼，并做好相关工艺技术的检查与控制工作，以免影响轴系的稳定性，提高汽轮机的工作效率。日常汽轮机轴承维护工作可以有效防止油膜失稳问题，对此，设计人员应在遵循运行原则的基础上增大对比压与负载，降低轴承宽度。同时，还应在提高油温的基础上增大承载系数，降低润滑油粘度。但此种防止措施会降低油膜厚度，使汽轮机处于高温工作状态，从而导致油质老化问题，期间设计人员应充分注意。
3.3气流震荡防止
相较其他类型的振动问题，气流震荡出现频率较大。基于此，设计人员应利用反旋涡技术干扰流体的轴向运行，提高流体失稳界限的转速。同时，还可以增大轴承轴径的偏心率，以降低其振动幅度。除此之外，设计人员还可以改变轴承的几何形状，打乱轴向旋流，降低切向力强度，确保转子获得更高速度的稳定力，提高运行速度。
4汽轮机运行中振动防止技术应用案例分析
4.1案例机组振动问题
一方面是案例机组轴系情况，机组轴系高压布置情况如下图1所示。在冲转过程中，工作人员同时开度4个高调阀对应的喷嘴，使其同时进汽，且中压缸的气缸下半左、右两侧同时接入2个中压联合气阀，当将调节阀流量调节至30%以下时，再热器可以维持基本的压力。当调节阀流量超过30%时，应全开总流量指令，通过高压调节阀调节负荷。机组在运行过程中突然发生轴振故障问题，进而导致跳机，经检测发现，轴系各处的轴振明显增加，高中压缸处发生最大的振幅变化，最大可超过290um。其中1#瓦x轴系振动幅度约为170um，Y轴系振动幅度约为190uum。同时，工作人员实践观察发现，随着轴振的不断增加，各轴瓦各处的瓦振也不断增大，其与轴振保持同样的振动频率。
.png)
图1轴系瓦位位置图
4.2汽轮机振动问题原因及处理
①分析故障数据
汽轮机轴振受多种因素的影响，且之间相互关联联系，对此，工作人员应深入分析轴振故障的各种原因，针对性的制定解决措施。首先，汽轮机冷态启动冲转期间，高压缸轴承并未发生明显变化，这主要因为轴系保持良好的平衡性，且轴承保持正常的支撑刚度。故障发生之前，配汽与机组轴系保持良好的运行状态。对此，工作人员应找
出非轴系引发故障的相关因素。检测发现，机组#3瓦振在运行期间并未发生异常情况，因此应了解分析#1瓦与#2瓦轴承的实际频谱，判断故障位置。
②轴振原因分析
分析可以得知，高频故障问题相近于碰撞故障。轴系发生故障时，转速处于临界状态，轴系敏感于外界的扰动，引发严重的轴系振动突增问题。同时，实际调查发现，其他电厂也发生过类似问题，严重影响了大功率汽轮机发电机组的正常运行，应出台完善的解决方案。
4.3汽轮机运行轴振问题的解决
分析发现，动静叶片或轴瓦碰撞属于轴系故障问题的主要引发因素，在未并网发电时，机组冲转起机导致气缸膨胀不畅。同时，汽轮机在冲转临界转速区的相互耦合导致振动瞬间增大，引发跳机问题，运行后期机组严重碰磨，具体见下图2所示。
.png)
图2并行后轴振示意图
由上图分析可知，#1与#2轴振保持不稳定运行模式，机组在快速升负荷阶段对第三阀进行了负荷调节，负荷速率的突然增加增大了转子径向偏移量，发生碰磨问题。对此，汽轮机运行期间实际碰磨问题比较严重。之后工作人员采用电涡流传感器诊断动静部位的碰撞情况，判定具体位置。利用机械测振表有效测定故障信号，发现由转子受热不均引起热弯曲，转轴出现严重的磨损问题。之后工作人员适当降低了运行效率，更换处理零件，适当增加油脂，增强了润滑效果，有效解决了动静摩擦问题，促进了汽轮机的正常稳定运行。
结束语
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。当前我国多名学者对此进行了深入研究，并获得了一定进展。
参考文献:
[1]张瑞华.汽轮机振动故障的原因分析与处理[J].科技风,2018(35):169.
[2]何荣.汽轮机异常振动分析与故障排除[J].南方农机,2018,49(21):164.
[3]孟迪尔.浅析发电厂汽轮机组轴承振动原因分析及处理措施[J].科技风,2018(32):188.
[4]张双双,傅行军.汽轮机组运行过程中差胀的变化及对振动的影响[J].工业控制计算机,2018,31(10):15-16+19.