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摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对汽轮机的应用也越来越广泛，汽轮机载运行的过程中，会出现振动的情况。本文分析汽轮机在运行过程中出现振动波动的原因，并制定运行中优化调整的措施。实践证明，经过维修后，现汽轮机振动稳定运行正常。
关键词：汽轮机转子；振动波动；运行优化；维修处理
引言
振动按运动微分方程的形式分类可分为线性振动与非线性振动。线性振动系统的惯性力、阻尼力、恢复力分别与加速度、速度、位移成线性关系，能用常系数微分方程描述。反之，为非线性振动。对于汽轮机转子，常见的非线性振动有转子裂纹、轴承自激振动、汽流激振等。动静碰磨是汽轮机常见的振动故障原因之一，汽轮机在启动或运行过程中，转子与汽封等静止部件的间隙消失，导致动静部件接触，由此产生振动。汽轮机动静碰磨的常见原因有动静间隙不足；转轴振动过大；不对中、非转动部件变形等缺陷使转子相对静止部件处于偏斜位置；缸体跑偏、弯曲或变形，导致缸内或汽封间隙改变。
1振动分析及振动特征
第一次振动变化分析。小机振动发生突变，且1秒内振动突增。转速未变的前提下，振动在3秒内连续突增，基本可确定发生旋转部件脱落。振动突变后，前、后轴承均存在振动波动现象，前轴承振动波动比较明显，此现象又属于碰磨的特征，基本可判断为叶片脱落后导致发生动静碰磨。第二次振动变化分析。第二次轴振突变基本可以确定发生旋转部件由于碰撞再次发生脱落。第三次振动变化分析。小机惰走过程中振动发生第三次突变，轴振突增。怀疑由于脱落叶片在缸内发生碰撞导致再次发生叶片脱落所致。
2出现振动后的危害
（1）当汽轮机振动出现波动时，转子的振幅逐渐增加，导致支撑轴承和止推轴承运行中形成的油膜不稳定，造成轴承瓦块因局部受力而磨损。（2）汽轮机轴承箱轴端密封采用梳齿密封，材质为较软的铝合金，当汽轮机出现振动波动时，转子与轴端梳齿密封接触过量，造成汽轮机前后轴端梳齿密封磨损，润滑油外漏。（3）因汽轮机出现振动，致测量仪表松动，造成仪表测量显示波动、测量失真。（4）破坏汽轮机与压缩机对中，导致联轴器固定螺栓松动，造成机组振动加剧。5）升降负荷阶段产生的振动波动与金属温度、回油温度、低频波动无关，排除轴承稳定性问题带来的振动波动。6）振动大发生在支持轴承，即汽轮机低压部分，低压部分蒸汽参数低，且为对称双分流结构，汽封间隙均匀设计，基本可排除汽流激振；结合开缸后隔板汽封和径向汽封均有不同程度的磨损，基本可判定机组振动大产生的原因为动静碰磨。
3汽轮机出现振动的处理措施
3.1对膨胀不畅的连通管及受损汽封进行修复
对产生了膨胀不畅的连通管及受损汽封进行修复，并对该连通管进行刚度实验确认，降低连通管刚度，避免连通管对汽轮机低压缸产生额外推力。
3.2揭缸检查结果
揭缸检查后发现第10级（包括调速级）动叶断裂脱落两片，断裂位置为叶根部位。断裂脱落的叶片引起第10级动叶围带掉落一截，并使相邻叶片出汽侧部位变形。分析认为小机叶片断裂属于腐蚀疲劳断裂，蒸汽与腐蚀敏感元素在叶片上产生局部点腐蚀，形成腐蚀疲劳源，同时因叶片存在离心力和蒸汽压力等复杂的周期性交变应力，最终造成了叶片的腐蚀疲劳断裂。
3.3前后轴端梳齿密封处理
根据汽轮机前、后轴承箱的轴端梳齿密封磨损情况分别进行处理，前轴承箱的轴端梳齿密封磨损情况较轻，对其进行修复，后轴承箱的轴端梳齿密封磨损比较严重，则进行更换。
同时，对前后轴端密封进行技术改造，在轴端密封外侧钻出10的圆孔，与氮气管线连接，使用减压后30ｋＰａ的低压氮气向轴承箱内吹氮气，并在轴端密封最内侧两个梳齿下部钻出3个5圆孔作为回油，其密封原理类似于干气密封后置隔离气。经过改造后，汽轮机前、后轴承箱的轴端密封处漏油消失。
3.4更改机组冲转参数
提高机组热态启动时低压缸进汽参数，避免机组升转速过程中出现的蒸汽参数降低的情况；同时从系统上排查升负荷过程中低压蒸汽参数降低的原因，消除蒸汽参数变化引起的热应力。
3.5启动试运及新的问题
在发现的问题进行处理之后，该机组启动并网运行。在运行初期，轴系的振动处于良好的水平，6/7/8瓦的振动得到有效的治理，各负荷段下振动值最大不超过60μm，达到了优秀的水平。然后在机组运行了十天之后，由于定期工作需对集电环滑环更换部分磨损较多的碳刷，这引起了8瓦轴振的逐步攀升。8瓦的振动从稳定状态下的50μm左右逐渐升高，直到接近120μm。在此过程中，其它各瓦的振动没有明显的变化。经过对8瓦振动的问题再次深入的分析，并对检修数据的复核，判断引起8瓦振动的原因主要有以下几个方面：（1）更换碳刷后由于碳刷与滑环接触面不够，导致滑环表面局部热量偏大，引起集电环转子局部热弯曲，产生了一定的热不平衡，与转子的原始不平衡量叠加后进一步放大，影响到8瓦的振动。（2）检修后8瓦的瓦温仍然偏低较多，说明8瓦的负载依然较轻，稳定性较差，制造厂给出的下张口值过于保守，需要核算验证，下张口值有增大的空间。（3）集电环转子受本身材质及尺寸限制，刚性较差，易受外界因素干扰而产生较大的变形。基于这些分析，集电环本身的刚性是无法改变的，又不能在制造厂未许可的情况下超标调整发励对轮的下张口值，且没有一个明确的调整量。因此决定通过增加配重块的方式抵消转子的原始不平衡量，从而降低热不平衡对转子的影响。综合考虑机组从冲转到3000r/min空载运行，兼顾高、中负荷段的工况，尽量减小配重工作对机组运行带来的负面干扰，经过对振动数据的计算，决定沿着旋转方向相反方向45度，在集电环风扇的预留燕尾槽内加配重块400g，以消除集电环不平衡量。
3.6更改机组冲转参数
提高机组热态启动时低压缸进汽参数，避免机组升转速过程中出现的蒸汽参数降低的情况；同时从系统上排查升负荷过程中低压蒸汽参数降低的原因，消除蒸汽参数变化引起的热应力。
结语
综上所述，通过对汽轮机运行过程中出现的问题进行分析总结，及时判断汽轮机振动高的原因，并结合实际情况进行调整优化，及时有效地解决了汽轮机振动高的问题，为汽轮机长期运行积累了宝贵的经验，从而确保机组长周期稳定运行。汽轮机转子偏心是判断转子是否发生弯曲的重要参数。然而电厂测量的偏心并未包含方向，在发生严重碰磨时，即使偏心数值变化不大，也要对转子进行充分盘车，不能贸然启动。
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