徐子桉
丹东金山热电有限公司 邮编：118000
摘要：汽轮机作为热电厂的重要组成部分之一，长时间的运行导致关键部位零件遭到了磨损，而使得汽轮机组常常发生故障，严重的时候会直接影响到电机组的正常工作。其中汽轮机振动是影响机组安全的一个重要因素，引起汽轮机振动的因素有很多种，因此需要根据汽轮机故障的特征进行相应的故障分析，快速排除故障。
关键词：汽轮机；振动危害；原因；解决措施
引言
汽轮机运行期间，可以结合具体振动情况，判断汽轮机状态，如果汽轮机出现异常振动，很可能因为长期运行出现故障。导致汽轮机异常的原因较多，为了保证汽轮机稳定运行，提升汽轮机工作效率，有必要加强汽轮机异常振动控制，确保汽轮机振动处在合理范围内。
1 汽轮机振动危害
汽轮发电机组作为发电系统中的主要构成，异常振动会对生产系统产生重要影响，情况严重的，还会导致全厂停车，最终对年度任务产生影响。(1)轴封磨损会破坏密封作用，增大高压缸蒸汽外漏量，进而使得水分进入到润滑油中，引起油膜结构破坏，最终导致轴瓦乌金融化。随着漏气损失的不断增加，机组经济性也会受到影响。(2)磨损隔板汽封。当隔板汽封被严重磨损，会导致级间漏气与转子轴向力进一步增加，最终融化推力瓦乌金。(3)磨损滑销系统。滑销系统不仅可以固定轴承外壳与汽轮气缸；还能确保机组有效收缩或膨胀。磨损严重期间，会对机组热膨胀产生影响，严重的还会导致更多事故。(4)发电机励磁机部件损坏。异常振动会对机组运行产生较大威胁，汽轮发电机组振动问题复杂，引起振动原因较多，但只要找到振动原因，就能合理解决振动问题。
2 汽轮机振动原因分析
2.1 汽轮机转子 R3 级叶片失效
为了避免燃气涡轮叶片高速运转时发生疲劳需进行周密设计，不少研究学者提出了较有参考价值的研究成果。而研究表明，如果考虑一个叶片的固有频率为 500 Hz，那么适用应力的循环速率为 1.8106周期每工作小时，这足以在不到 700 h 内达到 109 个循环。所以任何形式的叶片外部损伤，比如刻痕或凹痕，都会造成叶片和设备的损耗。Choi Yeon-Sun 致力于燃气轮机叶片失效的研究。在运行过程中，用加速度计测量了汽轮机的振动。结果表明，叶片的疲劳断裂起源于燃烧室内部的瞬态事件，这与组装叶片的共振条件非常接近。
2.2 气流振动
气流振荡发生形式种类较多，原因也不相同：(1)顶隙激振，为了提升汽轮机效率与性能，设计人员多使用增加级数与提升转速等方法开展设计工作。级数变化会导致转子跨距不断增长，临界转速逐渐降低，转速提升又会导致临界与工作转速不断增加，最终导致轴系统稳定性不断下降。因转子弯曲多是由于通流径向间隙发生了改变，当一端间隙减小，另一端间隙会逐渐扩大，随着变小端热效率的增加，变大方热效率会不断减小，进而导致轴颈朝着转动方向涡动。(2)叶轮流通中的作用力。叶轮围带与壳体间隙较大，当转速为基频2.5倍，很容易导致失稳情况出现。叶轮带会产生失稳力，若叶轮带泄流量不变，势必会对环造成磨损，活塞式密封流动会产生一定切向力，出口密封间隙增加会导致流动切向力不断增加，最终导致振动越来越严重。此时，叶轮围带力会对转子动力产生较大影响，磨损环与叶轮围带径向泄流量都会产生很大切向速度。气流激振多产生于高参数高压转子中。一般情况下，涡动进动多是超前的，轨迹为椭圆形，振荡期间，伴随着振幅朝着偏心率的靠近，自激振动频率逐渐靠近固有频率。流体激振失稳后，转子朝着自激振动方向转变，最大振幅常常不会在轴承传感器内出现。
3 解决汽轮机异常振动措施
3.1 机组运行当中产生的振动
①汽轮机在正常的运转中出现了震动，超标的现象是应该及时的对汽轮机内部所产生的一场音响进行细听和寻找。并且加强对蒸汽的参数，气缸内的温度和真空的数值，轴承的温度，以及轴向位移的情况进行全方位的监视，找出其中所存在的问题，并给予合理的解决。②汽轮机在启动或者升速时，出现有剧烈震动的现象，同时能够比较清晰的听到有摩擦的声音时，需要立即停机进行全方位的检查。现场的情况，如果仅仅是因为震动的幅度过大，首先可以通过降低转速或者减轻负荷的方法，需要不断试验直到震动恢复了正常数值的时候再停止该操作。
3.2 解决转子发生热弯曲故障
汽轮机工作较长时间后，转子受到热力作用常常会发生弯曲，这会对汽轮机运行状态产生较大影响。当转子在外力作用下弯曲，势必需要更换新转子，如此即可有效解决汽轮机振动故障问题，确保汽轮机合理运行。为了减少汽轮机故障问题产生，不仅要确保设备合理安装，还应保证级数人员经验丰富，便于站在不同视角，加强设备运行与安装控制，如此方能保证设备合理运行，最终为发电厂提供充分供电保障。若有故障出现，工作人员应详细检查故障位点，主动分析原因，及时采取措施，加强日常检修与养护，同时让工作人员做好工作记录，合理控制故障产生。
3.3 气流激振
汽轮机的叶片，受到不均衡的气体从而会导致气流的激振，特别是大型的机组，他们的位置会比较长，气流在叶片的末端会迅速膨胀，最终导致流道的紊乱现象发生。也是造成气流激振产生现象的主要原因之一，在汽轮机机组的负荷超过了正常负荷量的时候，轴震动的频率就会大大增加。气流主要激振的部位，往往发生于高压转子段。所以热电厂可采取针对性的措施，对汽轮机的气流激振特征进行剖析，并且进行长时间的记录与观察，最终总结出震动数据，并且制作成组的曲线，为进行故障分析提供坚实可信的依据。汽轮机运作中需要工作人员具备能够精准的区分和确定汽轮机的工作状态的能力，并且能够熟练采用减低负荷变化率的手段，在最大程度上减少气流激振现象的产生，采用专业的相关知识对机轮机进行合理的维护，延长汽轮机的使用寿命，减少汽轮激振发生的频率。
3.4 推行汽轮机设备维护新技术
要实现电力企业的健康、稳定发展，汽轮机的运行与设备维护是非常重要的，为了保证汽轮机的稳定性与安全性，相应的电力企业还需要跟紧时代趋势，在实际的设备维护过程中要推行汽轮机设备维护新技术，在以往的汽轮机运行与设备维护过程中，由于电力企业对维护技术未予以关注，在设备维护方面还是采取以往的技术方法，这不仅使设备维护的整体效率降低，还会在一定程度上影响汽轮机的后续运用。对此，电力企业就需要重视设备维护新技术的运用，在运用相关技术前期，要对所使用的汽轮机类型进行记录，后续立足于实际来应用相关技术，这不仅可以实现设备维护技术的价值，还可以为汽轮机的后续投入使用提供保障。通过先进性技术可以建立以安全生产为基础、以维护质量为生命的发展和改革战略，从而进一步提升汽轮机的使用寿命，为电力企业的后续发展提供保障。
结束语
综上所述，汽轮机运行期间，若有异常振动的情况出现，既会对机组运行产生影响，还会引起电力系统故障，最终导致设备难以运行。为了改变这一现状，汽轮机运行期间，有必要加强日常检修与维护，合理采取措施分析振动产生的原因，便于从源头上排除故障隐患，确保汽轮机运行稳定高效，为电厂建设带来较大经济效益。
参考文献
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[2] 郑杰峰，朱孔臣，张正军，等.振动信号分析技术在汽轮机故障诊断中的应用[J].设备管理与维修，2020（15）：143-146.