王浩宇
赤峰热电厂有限责任公司 内蒙古赤峰市 024000
摘要：汽轮机运行过程中会受到各种因素的干扰而发生振动大的现象，对汽轮机安全运行带来隐患。本文通过对汽轮机振动原因的分析，阐述了振动所造成的危害，并提出了相应的振动应对措施，有利于提高汽轮机的运行效率，为火电厂的正常生产提供重要保障，对实践具有重要的参考与指导价值。
关键词：汽轮机;异常振动;措施
一、汽轮机概述
汽轮机又被称为蒸汽透平，是一种可以将蒸汽热能转换成机械能的旋转式动力机械设备。其常被作为发电机组使用，有时也被当作压缩机、风机等的驱动装置使用。
1.工作原理。汽轮机的具体工作原理是当来自于锅炉中的蒸汽进入到汽轮机以后，蒸汽会按照一定次序经过机组内的喷嘴和动叶，同时将蒸汽本身的热能逐步转化为供汽轮机转子旋转的机械能。
2.结构部件及配套设备。汽轮机通常都是由两大部分组成，一部分是转动部分，即转子，主要部件有联轴器、叶轮、主轴以及动叶片等；另一部分是静止部分，即静子，具体部件包括汽缸、轴承、隔板、汽封、静叶栅以及进汽部分等。由于汽轮机一般都是在高温和高压的条件下以较高的转速进行工作的，所以其属于精密类重型机械设备，与之配套的设备主要有锅炉、发电机、加热器、凝汽装置以及泵等。
二、汽轮机异常振动原因分析
2.1转子受热弯曲变形
汽轮机主要运转部分就是转子，其工作磨损不可避免，特别是转子在高温高压条件下，更容易产生热变形磨损，从而引发汽轮机异常振动故障。这种热变形主要是因为转子散热能力不足，越来越高的热能积蓄在转子周围，产生巨大的热应力，压迫转子产生扭曲。转子变形后，转动中产生的空气流动不对称，机组构件会随之产生异常振动，严重时导致破坏性故障，造成较大的经济损失。因此，检修人员必须要责任到岗，提高安全意识和职业道德，耐心细致地对汽轮机进行检查和维护，将问题解决在最小范围内，从而保证发电系统能够持续正常发电。
2.2汽流激振
汽轮机工作中，蒸汽流速不稳定，出现强弱波形，在低速汽流环境下工作的组件，突然被高速激流冲击，叶片受力不匀导致异常振动。原因一是运行參数的变化导致汽流不稳，得机器振动较大。原因二是汽流分量低频状态流量较大，突然频率改变，产生不均匀汽流。
2.3摩擦振动
摩擦振动的原因主要是构件间隙有杂质产生阻力，或是润滑不足，或是构件变形与相邻构件摩擦异常增大等。其特征主要是以下三点：1）因摩擦振动导致波形异常，出现振幅值和相位，这种波形振动长时间存在;2）转子变形导致周围应力失衡，增持到振动信号上，使振动异常，但振动主频未发生改变;3）摩擦振动在降速尾声时振动比刚提速时大。
2.4油膜震荡
汽轮机运转时，转动的核心部件是转子，转子在高速持续动转过程中，特别是大功率状态下，转子的转动容易偏离轴线，导致转动失衡，从而对油膜产生较大的应力，油膜因受力不平衡就会产生较大的振动，从而影响汽轮机正常工作。因此，工作中要保证转子沿轴线运转，且在平衡点涡动，保证转子运转的稳定性。
三、汽轮机振动产生的危害
3.1轴封磨损
轴封的磨损将造成其密封的破坏，导致外漏气的增大，蒸汽在进入轴系以后，润滑油中由于混入了大量的水分，从而破坏了油膜，轴瓦乌金熔化，进而造成漏气损失。当隔板汽封受到震动影响而出现磨损时，将会使得级间漏气程度加深，转子上的轴向力加大，进而引起推力瓦乌金的熔化现象，机组的整体运行受到影响。
3.2滑销系统磨损
脱销系统作为整体机组的重要组成部分，对于固定汽轮机气缸与轴承外壳具有重要的作用，另一方面，如果汽轮机在运行中发现受热或者冷却现象，脱销系统可以进行调整使得机组膨胀或者收缩。当汽轮机振动异常时，会造成脱硝系统的磨损，如果磨损严重将会造成机组的热膨胀，长此以往会引发严重的安全事故，造成巨大的损失。
3.3发电机励磁机部件松动、损坏
汽轮机的异常振动还会造成发电机部件的松动与损坏，造成设备整体的运行受到影响。汽轮机的异常振动威胁着机组的安全高效运行，但汽轮机的振动是一个复杂与极具专业性的问题，这也就造成了必须对于汽轮机的振动情况引起重视，实时监测，及时发现振动异常现象，并加以分析及解决。
四、汽轮机异常振动的解决措施
4.1做好汽轮机的安装与检修工作
异常振动是汽轮机在运行过程中发生的一种缺陷性问题，所以，在安装与检修汽轮机组的过程中，应该先做好汽轮机组的试运行工作，确保汽轮机组的各项振动指标都满足标准需求后方可允许进行投入使用。在安装过程中，切记找准汽轮机组的中心位置，与转子相对，不能存在位移问题。同时，要做好汽轮机的定期检修工作，制订科学合理的检修计划，避免汽轮机存在安全隐患问题。若汽轮机在运行过程中发生异常振动问题，必须要及时找出原因，确保将振动降至允许范围内之后方可继续投入运行。在汽轮机的启动过程中，要保证足够的暖机时间，并保证汽轮机运行条件符合设计标准。
4.2安装振动保护装置
振动保护装置是由汽轮机振动监控系统、保护系统、信号报警系统组合而成的一种保护汽轮机安全稳定运行的重要设备。这种振动保护装置与测量装置相似，当振动超过临界值时都可以发出报警信号，而不同点在于保护装置能够发出脉冲信号驱动保护控制电路，使其能够自动关闭主汽门，以达到紧急停机的目的。近年来，随着汽轮机组容量的不断加大，安装测量与保护装置的重要性也越来越突出。为此，在今后的工作中，还要加强对安全监视与保护装置动作准确性的研究工作，使保护动作能够更加科学、可靠。
4.3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。
4.4其他问题防范
首先，对于膨胀不均问题，主要因受热与加热期间阻碍引起，此时设计人员应在正式使用汽轮机前做好检查工作，以彻底排除技术故障问题，有效疏通管道，并在疏水期间注意及时清洗机体与管道设施。其次，当金属气缸与再热压力间出现受力不稳问题时，工作人员应检查故障原因，一般因没有正确设置参数以及设备使用时间过长引起。此时工作人员应检查各部件的变形情况，在及时更换的同时调整运行参数。最后是动静摩擦，主要设计人员没有正确设计汽轮机的运行参数，以致损坏设备。此时，机械人员应适当降低机械设备的工作效率，做好零件的更换工作，以防出现动静摩擦问题，为了强化润滑功能，还可以适当增加油脂。
五、结语
汽轮机在现代社会的应用十分广泛，了解并掌握汽轮机异常振动的原因与解决对策对于相关工作人员来说意义重大，特别是对转子受热弯曲变形、汽流激振、摩擦振动、油膜震荡等这类主要问题及相应的处理措施需要熟练掌握，同时还应当建立健全预防措施、规范故障检查步骤、科学运用传感器等信息技术，保障汽轮机的正常运行。
参考文献：
[1]白岩立.解析汽轮机机械振动的主要原因及对策[J].内燃机与配件，2018（19）.
[2]徐誉玮.火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断[J].现代制造技术与装备，2017（07）.
[3]张玉驹.汽轮机运行振动的危害原因分析及处理方法[J].盐科学与化工，2018，47（05）：45-47.