李巍
贵州大方发电有限公司 贵州 毕节 551600
摘要: 伴随着我国经济的快速发展和科技水平的不断提高，城市化进程逐渐加快，国民经济呈逐年上升的趋势。社会经济的发展离不开基础设施的支持，电力系统作为城市经济顺利发展、人们日常生活顺利进行的保障，为社会贡献着巨大力量。当今社会在为电力企业带来发展机遇的同时也带来了巨大的压力和挑战，由于当前电力系统较为传统，电力负荷承载较大，对于电力系统的稳定运行和社会的经济发展造成了一定的影响。因此相关电力企业提出了对汽轮机养护加强、减少汽轮机故障的理念。本文通过对汽轮机进行简要概述，分析汽轮机振动故障发生的原因，并在此基础上提出相应的解决方法。
关键词: 汽轮机； 振动故障；原因分析；解决方法
众所周知，汽轮发电组作为发电工程中最重要组成部分之一，对我国城市经济发展和居民生活用电起着重要保障作用，其在人们生产、生活中的重要性不亚于电。因此，为保证汽轮机的正常运行有必要对汽轮机采取定期维修和保养。在汽轮发电机组运行过程中，汽轮不同幅度的振动是不可避免的，当汽轮机在正常范围内震动时，对其自身不会造成任何影响; 但是当震动超出正常范围之内，将会对自身设备造成巨大的损害。
一、汽轮机的概述
蒸汽轮机是将蒸汽能转化为机械功能的旋转动力器械，主要作用于发电机的远动机，还可以驱动各种泵，风扇，压缩机等。世界上第一台汽轮机是瑞典工程师瓦尔于 1882 年设计制造，我国汽轮机的发展相对西方国家来说起步较晚，于 1955 年在上海生产出我国第一台汽轮机。随着社会的发展，汽轮机被应用的领域也逐渐增多，尤其是伴随着电力企业在我国近几年的快速发展，现代核电站中应用着大量的汽轮机，由于汽轮机的应用需求不断增加，人们对汽轮机的质量问题也提出了越来越高的要求。
二、汽轮机震动故障发生原因
2.1质量不平衡引发故障
转子质量不平衡是引发汽轮机震动故障中最常见的因素之一。据统计，在所有现场发生的汽轮机组震动故障中，由转子质量不平衡造成的故障占总数量的80%，在剩下的20%之中，又有50%的故障因素与转子质量不平衡相关联。其中转子质量不平衡的原因可以归结为以下几个方面: ①材料的不均匀; ②制造、设计和安装过程出现偏差; ③使用过程中没有对转子进行定期养护导致材料受损。转子质量不平衡会使转子的惯性主轴与旋转轴线出现一定程度偏离，在这种情况下转动转子，离心力显然难以维持平衡，必然会出产振动的现象，从而使汽轮机发生故障。
2.2转子热弯曲故障
当汽轮机运行时,转子会因为受热呈现出弯曲状态,从而影响转子的平衡。热弯曲是汽轮机机组较为常见的震动故障，而在汽轮发电机中引起转子产生热弯曲的原因也有很多，其中比较常见的热弯曲故障有以下两种:汽轮机转子热弯曲和发电机转子热弯曲。转子材质的不均匀、冷却系统故障等因素是引起汽轮机转子热弯曲主要原因；而发电机转子热弯曲故障却多是由转轴内应力过大、各零件间连接的不均匀等引起。
2.3液压设备出现渗漏
当汽轮机剧烈振动时，由于振动的原因，汽轮机的液压设备很容易发生液压泄漏。 由于液压设备的材质问题，在铸造期间存在着不易发现的缺陷，并且在设备的长期满负荷运行或超运行过程中，很可能出现液压设备的壳体裂纹从而引发泄漏，进而影响设备的正常运行。 汽轮机的油动机是液压设备中相对重要的设备，一旦液压油泄漏，不但会对工作环境产生较大程度的影响，同时还威胁着汽轮机的安全运行，阻碍着企业的正常运行。
2.4 动静碰磨故障
动静碰磨故障分为很多种，其中根据摩擦方向分为两种故障类型，径向碰磨和轴向碰磨,而径向碰磨又分为全周碰磨和部分碰磨等。
造成碰磨故障的原因常见的有以下几种:一是当气缸跑偏或者基础不均匀沉陷时，易造成动静碰磨现象；二是蒸汽温度剧烈变化之时,容易引起热弯曲现象，从而导致碰磨现象的产生；三是当汽轮机组剧烈震动之时，动静碰磨现象容易发生。
三.解决汽轮机震动故障的有效方法
3. 1针对转子质量不平衡问题
根据对转子质量不平衡的原因分析提出了以下几方面的解决办法: 首先，对于转子材料的选择，应该从根本上对质量严抓，杜绝偷工减料的现象，选择符合相关标准和要求的材料；其次，在转子的设计、制造和安装环节中需要请专业的的人员和团队来进行监督，本单位的主管人员必须在这一领域具有较强的专业素质；最后是在使用过程中要严格按照相关的操作流程、操作标准和操作要求来进行，并对设备进行定期维护，以防止人为因素对设备质量产生不利影响。
3.2针对转子热弯曲现象的解决措施
转子热弯曲主要涉及到两个方面: 汽轮机转子弯曲和发电机转子弯曲。因此针对不同故障采取不同的解决措施。针对汽轮机转子弯曲故障应该首先考虑其高温高压的工作环境，在这种工作环境下，就必须使转子达到均匀受热的要求，从而有效避免热弯曲现象。对于发电机转子的弯曲故障，需要重点关注汽轮机内部的疏通工作，对于汽轮机内部出现堵塞的部位进行及时疏通，以确保转子的质量不受损害。
3．3 针对液压设备渗漏问题的解决方案
针对液压设备渗漏问题，需要对其实施可行的解决方案，首先，企业应该增强处理该类故障的能力，提高处理该类故障的技术水平。其次是要对液压设备渗漏有正确的认识，液压设备的材料本身就是比较特殊，一旦出现渗漏现象，而采用一般的焊接技术无法达到预期的修复效果时，就需要考虑换掉设备，这样一来很大程度上增加了企业的成本投入，从而降低经济效益。因此，企业应该为故障的出现做好全面准备，储备高分子复合材料及专业人士，以随时应对故障的发生
3．4 针对气流激振的解决方法
在发电机运行过程中气流激振现象随时都可能产生，汽轮机组受其影响产生振动。因此，为降低气流激振对汽轮机振动的影响，运行人员需要对发电机组的运行负荷情况进行充分了解，通过采取对高压调速气门的调整这一方法来消除气流激振，从而防止汽轮机的异常振动，以保障汽轮机长时间运行，从而提高发电机的工作效率。
四、结语
总而言之，震动现象的产生在日常汽轮机组运行过程中是不可避免的。然而人为因素和设备自身因素都会在一定程度上使规律的震动出现异常，比如运行人员在操作过程中操作步骤不规范、设备老化、零件损坏等因素。一旦出现异常振动，对汽轮机的正常运行将会带来很大影响。因此，运行人员应该加强在日常使用中对汽轮机的维护保养工作，当发现汽轮机出现故障时，要及时分析其故障原因及所属类型，从而对故障进行逐一排除，使汽轮机组稳定工作得到保障。
参考文献:
[1] 蒋国华汽轮机振动的原因分析及处理 [D]. 华东理工大学，2017
[2]席伟明汽轮机振动分析与诊断技术 [J]. 现代制造技术与装备,2016(03) :117-119