李姗姗
华电国际电力股份有限公司邹县发电厂，山东 邹城 273522
摘要：汽轮发电机组在运行过程中经常会出现转子不平衡现象并引发故障。据统计，在汽轮机组已经发生振动故障中有80%左右是因转子不平衡而导致的，其中属转子本身质量问题的约占90%。当前汽轮机整体工艺水平有显著提升，加之火电厂自身不断总结经验、不断提升安装和检修质量，由转子本身导致的振动故障率在逐渐降低，但当前汽轮机发电机组振动的主要振源仍来自于转子本身的质量不平衡力。
关键词：汽轮机；振动大；原因；对策
引言
汽轮机安全稳定运行对火力发电至关重要。其结构复杂，运行过程中受各种因素影响，不可避免出现振动现象，轻则减负荷降效，重则直接导致机组停运，对机组寿命和机组运行经济性有严重影响。如何做好汽轮机振动故障预防、检查及后期维护工作，保证发电机组稳定高效生产，是相关技术和管理人员值得认真思考的问题。
1 汽轮机简介
目前，发电厂通过天然气、煤炭等不可再生资源来产生电能。发电的具体过程是通过燃料的燃烧过程来产生较大的热量，而在水的加入后将会产生一定的热蒸汽，这些热蒸汽可以有效地将化学能转化成热能。在高压热蒸汽的作用下，汽轮机将持续运转，这些热能也将转变为机械能，从而形成循环过程，达到更好的汽轮机运转效率。汽轮机使用机械能来转化为电能，而这些电能将被传输到发电厂。现阶段，我国的发电厂包括天然气发电厂、工业废料发电厂、余热发电厂、燃煤发电厂等，而汽轮机主要使用在火力发电厂的发电工作中。汽轮机的基础结构包括低压缸、中压缸和高压缸三个部分。现阶段也有一些汽轮机的设计是将中压缸和高压缸结合在一起。汽轮机同样也包含一些辅助结构或者是系统，如润滑油、给水系统等，所以其结构十分复杂。
2 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。
3 汽轮机振动原因分析
3.1 转子发生弯曲引起的振动
①转子永久性弯曲引起的振动，若转子承受的内应力超过材料的屈服极限时，会使转子的局部产生塑性变形，且此变形应力消除后不会消失。生产中设备转子若发生永久性弯曲，必须进行直轴处理，否则会造成更大的经济损失。②转子弹性热弯曲引起的振动，表现为轴向振动，例如：当通过临界转速时，其轴向振幅增大较为显著。
3.2 转子质量不均衡
由于转子质量不平衡而产生的离心力或激励力，是发电厂中最重要的振动问题之一。转子质量参差不齐可以分为几大类，但都会直接影响系统的性能。例如，如果由于转子弯曲而不能及时调节装置的弯曲状态，则会发生零件的摩擦，导致工件和导向板之间的摩擦增大。调度控制不充分会导致汽轮机叶片变形和膜片弯曲而引起振动问题，这样蒸汽涡轮汽轮机的振动问题会随着速度增加、提升离心力的力度。对于轴向振动的某些变化，必须预先设置电阻，以便评估振动幅度。根据动态轴承安装的特定要求，严重的操作错误或其他现象可能会导致明显的振动问题。简而言之，在汽轮机机组运行期间，如果轴承系统与重力相关的刚度值始终保持稳定，则在运行开始时机组的振幅会进一步增加，并且机组的振动将逐渐显示出相同的频率特性。
3.3 汽流激荡和轴承油膜振荡引起的振动
①叶片受到不均衡的汽流冲击产生汽流激荡，对于较长的末级叶片，蒸汽在叶片膨胀末端产生流道絮乱，引起振动；②油膜不稳定或者被破坏，将会引起轴瓦乌金被烧毁，受热引起轴颈弯曲，引起振动。
4 振动问题解决对策
4.1 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。
4.2 科学有效的保护措施
电厂汽轮机机组必须配备防振装置，允许在操作期间实际振动参数值超出允许范围时，该装置充分利用脉冲信号，从而实现对整个回路传动的全面保护，并允许主蒸汽阀自动关闭操作。它可以在发生振动问题时随时关闭并尽可能保护整个汽轮机设备的性能。为了确保汽轮机的有效应用，实际中可以构建一个完整的保护系统来了解每个设备的信息。考虑到安装过程的特殊要求，有必要在设备中安装防振设备。如果超出规定范围，则在发送脉冲信号后将保护控制电路。为了正确保护设备，首次关闭设备后有必要以信号传输的形式通知员工。
4.3 解决汽流激振故障
汽轮机运行期间，常常有汽流激振故障产生，当这一情况出现后，难以立即采取措施解决问题。经过一段时间的调查分析，方能找到最佳解决措施。具体应先统计分析汽流激振数据情况，然后详细记录下来，并用图表形式展现，借助图表观察，找到其中内部规律，便于解决实际问题。
4.4 加强汽轮机设备维护与保养工作
汽轮机设备的维护和保养十分重要。首先，企业必须要安排汽轮机的管理规划，做好维修和保养计划，及时地针对汽轮机中存在的一些问题进行处理。因为汽轮机的结构复杂，所以维修人员必须要严格做好维修工作，不可有懈怠的情况。在维修和保养过程中，要加强监督工作，确定好责任制度。在维修过程中，要做好记录工作，对维修过程和所使用的新技术进行详细的记录。其次，监督人员要熟练掌握维修知识体系，落实好责任，对汽轮机维修前和维修后的状态进行记录，确保机组正常后才能够继续投入运行。而平常养护工作也十分重要，要做好清洁、润滑等工作，确保工作状态正常。
4.5 解决油膜振荡故障
汽轮机工作期间，经常有油膜振荡情况出现，因此有必要合理采取措施解决，主要方法较多：(1)增加轴瓦比亚处理；(2)减小轴瓦顶端间隙，增加上轴瓦承合金宽度；(3)缩小轴颈和轴瓦间接触，但避免这一角度过小，具体可以将其控制在300～400内；(4)降低润滑油粘连度；(5)调节转子位置到平衡状态。
5 结语
综上，引起汽轮机震动的原因更是多种多样，因此需要火电厂的工作人员对汽轮机的各项特征具备有全方位的了解。从而能在短时间内找出汽轮机震动的原因所在并及时给予科学合理的解决措施，减少因为汽轮机震动而带来的经济损失。虽然火电厂汽轮机震动是不可避免的，但是可以尽量减少，由于人工疏忽所导致的汽轮机震动。并且将汽轮机震动的值控制在合理的范围之内。对相关的机组工作人员集中做好检修工作的指导，要求工作人员必须严格遵守正规的操作流程，及时发现问题，解决问题，保障汽轮机的安全，让火电厂能够得到长期且稳定的发展。
参考文献
[1]廖申丁.火力发电厂汽轮机轴承振动大的原因分析及处理措施[J].机电信息,2019(35):83-84.