陈琳
四川广安发电有限责任公司四川广安638000
摘要：火电厂汽轮机异常振动是有多种因素导致的，当运行过程中出现这类故障时，相关技术人员应科学的判断汽轮机异常振动的本质，同时全面的分析导致异常振动故障出现的原因，制定出有针对性的改善对策，建立完善的设备检修制度，尽可能的降低汽轮机异常振动出现的概率，从而提升火电厂的经济效益和社会效益。
关键词：火电厂；汽轮机运行；异常振动；原因分析；处理措施
1火电厂汽轮机异常振动的概述
1.1火电厂汽轮机振动的概念
当汽轮机内部的部件偏离其固定的平衡位置时，物体相应的动能和位能就会发生变化，出现反复性的连续运动，这种现象就是振动。一般情况下，我们可以将火电厂汽轮机的振动分为两种，即自由振动和受迫振动，这种分类主要是考虑到冲击力的差别，而在描述汽轮机振动的幅度和大小时我们主要可以采用振幅、方向、相位和频率等参数，根据汽轮机振动的大小我们一般将振幅分为单向振幅和双向振幅；而其振动方向主要包括扭转、横向和轴向三种；振动的相位就是指出现振动现象时振动信号最大值与转子某一点的相对位置；在特定时间内汽轮机的振动次数就是频率。
1.2火电厂汽轮机异常振动的危害
当汽轮机设备的振幅是处于合理的范围值时，火电厂汽轮机的正常运行并不会受到振幅的影响，然而如果汽轮机是处于异常振动的状态，那么就会大大的影响火电厂发电机组的安全性，并且还会降低火电厂运行的经济效益和社会效益。所以，火电厂运行设备维护和检修工作中的一项重要内容就是汽轮机的异常振动，具体来说，火电厂汽轮机的异常振动主要有三个方面的危害：第一，如果汽轮机的运行状态处于异常振动中，当振动的幅度超过正常值达到一定范围后，机组之间连接部位的零件就可能出现松动的现象，机组运行出现故障的概率就大大提升了；第二，当汽轮机异常振动更为明显后，随着发电机与机组支撑零件的摩擦力不断提升，这就可能会损坏汽轮机的本体结构，降低了汽轮机的使用寿命；第三，汽轮机出现异常振动的情况时还会降低火电厂的发电质量和发电效率，从而也大大降低了火电厂的经济效益。
2汽轮机常见异常振动的排查
2.1油膜振动造成的异常振动与故障排除
（1）振动原因分析。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。根据工程实践经验总结得知，造成油膜振荡的主要原因如下：①润滑油的进油温度过低；②轴承稳定性；③轴瓦间隙；④其他。
（2）振动故障排除。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。
2.2汽流激振现象与故障排除
（1）汽流激振原因。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。引起汽流激振的机理主要是以下两个方面：①汽封腔内压力周向变化起的激振力。这是由于轴封上、下部腔室内的压差，促使转子从静止位置继续向下运动，在此过程中，转子的惯性滞后作用使下部腔室内压力开始增加，这种汽体压将促使转子产生位移，形成涡动；②转子转矩不平衡引起的激振力。这是由于机组安装、运行中汽缸跑偏、转子径向位移等原因，造成转子相对于汽缸发生偏移，使蒸汽在转子上做的功径向分布不平衡而引起转子涡动。
（2）汽流激振故障排除。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。
2.3转子热变形与故障排除
（1）转子热变形原因。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。
转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因此都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。永久性弯曲是指转子轴呈弓形弯曲后无法恢复。造成永久弯曲的原因有设计制造缺陷（转轴结构不合理、材质性能不均匀）、长期停放方法不当、热态停机时未及时盘车或遭凉水急冷等。临时性弯曲是指可恢复的弯曲。造成临时性弯曲的原因有预负荷过大、开机运行时暖机不充分、升速过快局部碰磨产生温升等致使转子热变形不均匀等。
（2）转子热变形故障排除。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。
结束语
综上所述，火电厂汽轮机的主要故障原因有油膜振荡、汽流激振、转子热变形以及摩擦振动等，只有对原因进行有效的分析，进行针对性的排查，才能提高设备运行的稳定性。从本文分析可知，研究火电厂汽轮机异常故障有利于我们以解决问题为导向来看待目前检修技术存在的不足。因此，我们要加强系统研究，探求技术的发展方向，加强故障排查能力，提高实际维修效率，使机组安全稳定地运行。
参考文献
[1]张贵斌.火电厂汽轮机辅机常见故障及检修方法[J].民营科技,2018(09):129.
[2]叶建军.火电厂汽轮机辅机常见故障及检修对策分析[J].通讯世界,2018(06):156-157.