摘要：目前，汽轮发电机组已进入参数高、多跨度、大容量、级数化的发展阶段。由于设备不完善、运行环境恶劣、结构复杂，导致其振动故障发生的可能性更大。作为大型旋转机械，转子的振动故障75%以上是由于轴系的不平衡所引起的。导致转子不平衡的因素有多种，比如原材料的性能缺陷，设备结构的不对称，制造及安装的误差等。所以说，动平衡工作贯穿于机组的制造安装以及运行的整个过程，是机组故障处理的重要的措施。
关键词：汽轮机；启动过程；振动故障分析；处理措施
1导言
在电力生产系统中，汽轮机的地位极其重要，如果汽轮机在运行时出现振动异常，严重威胁到生产过程的安全性，带来的后来将不堪设想。对汽轮机启动时的振动故障所产生的危害进行了研究和分析，对汽轮机启动过程中发生振动故障的原因和如何进行处理进行了具体的探索和分析，希望通过以上分析，可以使汽轮机的工作人员在进行具体工作时有据可依。
2振动故障的诊断
经研究汽轮机启动过程中的振动故障，初步判定其原因可归结为以下4点：①动静碰磨一旦发生，汽轮机就会发生启动时的振动故障，而动静碰磨之所以会发生，是因为汽轮机在进行大修时，对轴封或者油档间隙进行了不合理的调试操作；②因为气缸在进行疏水时没有将水顺利疏通，使得水进入转轴中，使转轴发生变形；③与温差控制有一定关联，此情况是发生在操作冲转的过程中，当然冲转前也有可能，这就使得转子的稳定大于规定值，最终出现变形的结果；④转子自身质量问题，使其在运转时发生不平衡现象。而经过排查发现：①在大修汽轮机时，汽轮机还是原来的12#汽轮机，所以导致振动故障发生的原因基本不可能是转子本身存在质量问题，或在运转的过程中出现不平衡的现象而导致的；②有关工作人员在调阅了汽轮机的运行记录后，发现部门之间的温差值都处于正常范围，所以，基本也可以排除汽轮机在进行冲转之前与冲转时，各部门之间的温差值没有被合理控制，使转子的温度超过正常范围而出现变形，导致机器发生振动故障的可能性；③通过工作人员再次复查低、中、高压缸，基本可以排除气缸异常的情况；④在仔细检查机头位置的大轴挠度之后，发现大轴的挠度在机器启动前后不一致，启动前是45μm，启动后经过半小时运转，挠度变成了50μm；⑤发现机器的1#瓦处在转动过程中发出了刮擦的声音，进行降速后，发生时滞性的振动问题。所以初步可以判断出动静碰磨是导致汽轮机启动时发生振动故障的原因所在。
3汽轮机异常的原因分析
3.1汽轮机持续运行导致的振动
汽轮机运行过程中发生的故障可能会有油系统温度出现下降、蒸汽质量下降、缸胀不均匀、真空度下降等，这些现象都是导致汽轮机在启动过程发生振动故障的直接原因。例如，汽轮机原本可以正常振动，但是如果对它进行大修的情况下，再对它发出重新启动的指令，在启动的初期，它的1#轴承附近的振动值会发生上升，然而在功率不断增加的过程中，振动值又慢慢恢复到正常范围，此种振动现象的发生是因为蒸汽品质的原因导致的激振现象。如果现场工况流量较小，流量的异常会使激振力变为和转速频率不成比例的各种不同频率的激振力，产生的这种激振力会导致调频正常的叶片也发生相对较大的动应力。假如在流通部件和叶片之间有结垢存在，那么由于气流不均匀则会导致产生更大的激振力。
3.2气流激振引发的异常振动
气流激振引起的振动特征主要有2点：①气流激振的低频分量值在增大时不属于正常情况；②气流激振情况下，参数也在不断变化。有很多原因可导致发生气流激振，比如静叶出口气流不均匀导致的气流激振力；回转隔板、喷嘴调节、部分进汽级静叶片出口气流不均匀导致激振力的发生。汽机负荷参数设置不恰当、供汽方式错误等都可能会造成气流激振。
3.3转子热变形引发的异常振动
在汽轮机的组成部件中，转子锻件的径向晶格组织不能实现彻底的绝缘度，导致转子的组成材料都是各种不同异性的物理特性。
汽轮机转子由于持续保持在高温的环境下，导致材质的异向性被不断放大。一旦转子在运行中发生受热，就会使转轴的轴向在不同程度上产生膨胀的现象，如果转子在制作过程中技艺不同，会使各向异性加大，发生转子弯曲变形，最终出现振动的不平衡。转子的受热程度直接影响着热不平衡振动的大小，如果由于汽机不正常而发生温差，就会使转子在制造中残留下的内应力持续释放出来，如果出现摩擦现象，这种情况的发生是因为汽轮机的气缸内部发生进水，并且冷空气进入到气缸内部，这些不利的情况都会最终导致摩擦现象的出现，那么转子的变形量就有可能大于材料的屈服极限度，最终出现永久变形的结果。
3.4摩擦振动引发的异常振动
在汽轮机进行运转时，摩擦现象是不可避免的，特别是在汽轮机进行长时间的运转时，每个零部件上都会有各种各样轻重不一的摩擦，导致汽轮机出现振动故障。一般情况下，因为摩擦而使汽轮机出现的振动故障不会很严重地影响汽轮机的正常运转，并且有时在磨合过程中还可能会消失。然而摩擦是会产生热量的，这些热量会成为转子变形的原因，从而通过间接的方式使汽轮机出现振动故障。振动系统具有非线性的特点，这使得摩擦引起的振动故障会出现各种各样的低高频分量。汽轮机在摩擦的过程中还会影响到波动，持续的波动会使摩擦程度加深，使汽轮机的振幅加大。摩擦振动会使汽轮机的速度下降，到达转速临界值的时候转子的振动会加大，这使得汽轮机就算停止运转，也可以测量出转子如何晃动。
4汽轮机异常振动的应对方法
4.1气流激振现象的应对方法
因为不同的振动所导致的振动故障，在进行处理时方法也各不相同。对于汽轮机的气流激振问题，要根据汽轮机的实际情况，跟踪记录和研究分析气流激振的现象。首先要对汽轮机的振动数据进行分析，利用所收集的数据，制作出对应的振动曲线图，通过对汽轮机在运行过程中的振动变化情况进行观察分析，具体有振动变化的范围和方向，进而对汽轮机气流激振的现象发生的原因进行确定，有针对性地采取相应的解决办法。对汽轮机的负荷变化进行细致的控制，通过分析汽轮机的运行状况来对进气阀的开度进行调节控制，对气流激振的负荷范围进行规避，可以有效的消除气流激振的现象。
4.2转子热变形的异常振动应对方法
检测因转子热变形而引发的汽轮机振动故障的方法比较容易，可以对转子的离心力进行监测从而达到判断的结果。如果离心力不是很严重，这种情况导致的临时性变形可以采用在转子上进行配重平衡块安装的方法，恢复转子的平衡状态，使振动的现象消除。如果转子严重受损，那么应立刻对汽轮机的转动部分进行更换并及时进行返修，防止汽轮机因热变形而发生振动故障的问题。另外，应该尽可能地使转子在平衡状态下工作，比如汽轮机在启动和停机时会发生持续的盘车，在开缸吊出转子后进行盘转子工具的使用等方法。并且要将汽轮机的密封工作做好，防止冷空气和水进入或者出现润滑油泄露的现象，这些都可能造成热不平衡。
5结语
目前，汽轮发电机组已进入参数高、多跨度、大容量、级数化的发展阶段。由于设备不完善、运行环境恶劣、结构复杂，导致其振动故障发生的可能性更大。作为大型旋转机械，转子的振动故障75%以上是由于轴系的不平衡所引起的。导致转子不平衡的因素有多种，比如原材料的性能缺陷，设备结构的不对称，制造及安装的误差等。所以说，动平衡工作贯穿于机组的制造安装以及运行的整个过程，是机组故障处理的重要的措施。
参考文献
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