王鹏
大唐吉木萨尔五彩湾北一发电有限公司 新疆昌吉州 831799
摘要：汽轮机在起机和运行过程中，需要监测很多数据，比如汽轮机振动、轴向位移、胀差、绝对热膨胀、转速等，其中汽轮机振动是最容易超限的。根据笔者多年的设计和现场经验，多角度分析引起汽轮机振动的原因及对应的解决办法。针对汽轮机起机和运行时常见问题引起的振动超限进行分析，并提供解决办法，可供汽轮机现场工作人员参考，快速解决同类问题。
关键词：汽轮机；振动超限；原因分析；解决办法
1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。
2汽轮机启动过程中振动故障的危害
汽轮机在生产系统中处于核心地位，如果在生产过程中汽轮机运转出现了异常，后果可能导致整个生产系统的安全性受到很大威胁，因此，有必要高度重视汽轮机在启动过程中出现的振动故障。汽轮机启动过程中的振动故障危害是不容忽视的，具体分析，可能造成的危害性有以下5个方面：①汽轮机启动中如果发生振动故障，会造成调速系统的内部部件严重磨损，加大迟缓率，从而导致调速系统运转出现异常；②转动部分在组成汽轮机的内部零件中是较重要的，如果汽轮机的振动出现异常则会大大削弱机组的抗疲劳强度，影响到转动部分的使命寿命，甚至会出现异常运转，造成更严重的问题出现；③如果汽轮机组出现较大强度的振动，则会严重冲击滑销系统，造成汽轮机组膨胀并构成一股挤压力，对滑销系统造成一定损坏；④汽轮机隔板之间的密封通常都沿用汽封技术，汽轮机一旦出现异常，则直接导致汽封系统损坏，使隔板之间出现漏气，形成转子轴向的推力作用，使汽轮机出现运行异常；⑤如果汽轮机组出现振动异常，低压端轴封系统损坏使空气进入，从而降低了低压缸的真空度，也使润滑系统进入空气，降低润滑油纯度，大大降低了实际润滑效果，如此一来磨损自然加大，从而导致汽轮机组的使用年限缩减，加大运行及维护的成本。
3汽轮机异常振动原因及其应对方法
3.1汽轮机暖机不充分引起异常振动原因及其应对方法
汽轮机开机过程中,暖机是一个十分重要的过程。如果暖机不够充分，会导致以下问题：（1）汽轮机上、下半汽缸温差过大，热应力过大，甚至汽缸变形，结果就是动、静径向间隙变化，存在干涉，进而导致振动超限停机。（2）汽缸和转子间胀差过大，使得动、静轴向间隙减小，甚至干涉，进而导致振动超限停机。
对于由此产生的振动超限情况，首先必须充分认识到暖机不充分的危害，切忌升速和升负荷过快，必须按照汽轮机厂的开机规范，在低速进行一段时间暖机，观察上、下半汽缸的温度差，保持在40℃以内，不得超过50℃。汽轮机受热膨胀需要一个过程，所以观察的温差需要一定时间内都保持在合理范围内，并且无明显攀升迹象，才认为此阶段暖机完成。对于各个阶段的暖机，如低速暖机、高速暖机、低负荷暖机、高负荷暖机，都需要严格按规定要求执行。
3.2转子热变形异常振动原因及其应对方法
汽轮机热膨胀一般也叫缸胀，对于一些中小汽轮机，缸胀并非一个重要的检测值，不设报警和停机值。但汽轮机运行时，缸胀不畅会导致机组中心偏离，进而引发振动超限而停机。对于汽缸热膨胀不畅原因分析如下：（1）轴承座润滑不良。一方面设计汽缸的台板油路弯道多且路线长，在向油槽注油时，润滑油受到的阻力较大，而且新注入的油很难将旧油推出到外，油槽里的润滑油流动不畅，容易导致润滑油结块，失去润滑效果；另一方面注油周期太长，导致旧油出现凝固，失去润滑效果。（2）滑销系统出现问题。一种情况是滑销系统安装间隙过小，汽缸膨胀后造成滑销系统产生挤压，失去工作能力；另一种情况是安装时清洁工作不到位，导致滑动面存在铁屑、砂石、木屑等废弃物，使得滑销系统无法正常工作。一般有以下几种常用解决办法：（1）定期注油，清理油槽异物，清理轴承座和台板间存在的尘土或杂物；或更换自润滑和摩擦力小的台板。（2）核查滑销系统中各个间隙，对于不满足要求的，通过研磨或其他措施，保证两者间隙满足要求，对滑动接触面还需要保证接触面积≥75%。（3）涂擦耐高温的粉剂涂料，减小摩擦力。
3.3摩擦振动故障异常振动原因及其应对方法
在对汽轮机摩擦产生的振动故障进行处理时，应对涡动和抖动现象多加注意。在汽轮机启动时，如果发生动静碰撞，那么应保证机组在较低转速下运转，采用磨合的方法，使动静碰撞渐渐地摆脱接触。假如振动超出正常范围，应立刻停止机器运转，在一段时间后，机子温度回升转子可以正常弯曲时再启动机器。如此反复的过程，正常情况下摩擦都可以被消除。千万不能采用“冲临界”的方法，使机组被迫开启，这样会导致汽轮机大轴出现永久弯曲的现象。
3.4转子支撑刚度降低异常振动原因及其应对方法
故障转子的支撑系统包括转子、油膜、轴承座、台板、基础、汽缸等部件。决定转子支撑系统刚度的因素主要包括：（1）结构刚度。转子和支撑部件的材料、几何尺寸和形状。（2）结合刚度。转子和支撑部件的结合情况。结构刚度在设计制造阶段已经确定，正常情况不会存在问题。现场一般主要是因结合刚度的降低导致振动超限。主要原因有：（1）支撑系统中连接螺栓松动。（2）轴承座和座架之间接触不良。（3）垫铁存在松动。（4）轴承松动或磨损过大。转子支撑刚性降低不会立刻就导致振动超限，如果是长期运行时造成支撑刚性降低，振动曲线是一条爬坡曲线。如果是大修后造成支撑刚性降低，那对比大修前，振动数值会明显偏大，会在报警值附近。解决办法是定期检查连接螺栓、垫铁是否松动。检修时对轴承磨损情况进行记录，对磨损过大的轴瓦进行更换。
结束语
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。
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