张磊 李哲
中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司 陕西省西安市
710054
摘要：火电厂为人们的日常生产生活提供大量电能,而汽轮机正是生产电能的重要设备.一旦汽轮机发生故障,就会干扰到电厂的正常供电,降低电厂的经济效益,也影响人们的正常生产生活.因此,需要对汽轮机的运行进行检测,及时发现异常故障并寻找有效解决方法,保证火电厂电能的顺利供给.对导致汽轮机发生异常振动故障的因素进行了分析,探讨了解决汽轮机异常振动故障的措施。
关键词：火电厂 汽轮机 运行异常 振动原因分析 处理措施
引言
火力发电是我国电能的重要来源之一，对人们的生活和社会的发展有着重要的作用。技术人员在进行汽轮机状态的诊断时，应该结合实际情况针对不同的问题所发生的原因进行细致的分析，然后在此基础上提出相应的解决策略，从而不断提高计算机的运行效率，这对于火电厂的平稳运行有着重要的作用和意义。
1火电厂汽轮机运行概况
火电厂中的设备在调试完成后就可以进入正常工作状态，当运行中出现异常时各保护参数提前发出预警，帮助运行人员能够及时发现并调整，避免设备发生故障或损坏。由于火电厂的生产环境及各系统较为复杂，可能导致设备发生故障的因素众多，因此，需要在运行过程中进行定期监测。工作人员应该具备一定发现设备问题的经验，比如根据汽轮机的运行参数和声音来判断设备是否存在故障问题，通过多次检修后总结的经验，能够及时发现异常并对处理问题提供帮助。检修人员在对汽轮机进行检查时，应检测汽轮机当前工作状态是否与正常工作状态存在差异，对出现的异常情况进行排查和分析，检查设备存在的薄弱环节，最后做出最合理的处理。对汽轮机运行中问题的提前发现，能够降低设备发生故障的概率，也降低了故障检修成本，使汽轮机的使用寿命得到延长。汽轮机运行的稳定性对于电厂而言有着极其重要的作用，但汽轮机在运行中时常出现振动异常等异常，可能会导致故障出现，影响电厂的持续供电。因此，需要做好对汽轮机振动的监测，从多方面排查造成汽轮机振动异常的因素，结合实际情况做出有效的处理。
2分析火电厂汽轮机出现异常振动的原因
2.1因转子受热弯曲变形而导致异常振动
汽轮机的转子受热弯曲变形后会导致汽轮机发生异常振动。导致转子受热弯曲变形的因素很多，最主要的是转子散热不良、自身热量过高导致的变形。在汽轮机运行时，冷空气、水汽等进入气缸内，和气缸产生摩擦产生大量的热能，这些热能导致转子难以有效冷却而受热变形。一旦转子弯曲变形，就会影响到转轮机组的正常运转，出现异常振动。这种异常振动如果不能及时被发现并有效解决，将会给汽轮机的正常运行带来影响，严重情况下将直接导致故障产生。转子受热弯曲，使轴弹力发生改变，引发转子运行失衡，离心相位发生改变。如果轴弹力和离心力能够得到抵消，转子的振动幅度将比较小，对汽轮机运行带来的影响也较小。如果两种力不能抵消，甚至叠加在一起，就造成转子大幅度振动，产生剧烈的噪声，引发故障的可能性极大。
2.2因摩擦振动而导致转子变形
油档处因积聚“积碳”高点而导致动静部分碰摩，轴振值起初变化幅度不大，而随着机组运行时间的增长，轴振增大幅度逐步变大，且无明显的规律。因润滑油系统为微负压状态，油烟及空气中的尘埃被吸至油档处节流积存，由于二、三瓦油档处距高、中压缸本体很近，导致油档处的温度较高，在这种环境温度高的情况下，油档凹槽内吸入的油泥尘埃在高温长时间的烘烤下，形成坚硬的“积碳”。当“积碳”量达到一定程度时，造成油档与轴系间间隙减小、消失，此后便形成动静部分间断碰摩，反映出主机轴振不稳定振动。当油档上的“积碳”被摩掉，动静间隙逐渐增大不再碰摩时，轴振增大现象消失。
随着机组运行时间的增长及厂房环境恶化，这种“积碳”累积量越来越多，导致轴振幅值及振动频率逐渐频繁、增大、增强。
2.3由于气流不均产生气流激振
当汽轮机机组的负荷一直增加，超过某个临界点时，就会使轴振动迅速加大，而低于这个临界点时，振动会立刻减弱。振动的频率与高压转子一阶的临界转速相等或略低，产生的气流激振是正向涡动，多是在高压转子部位产生，也有的出现在再热中压转子处。之所以形成气流激振的现象，是因为汽轮机运行状态下，气道内的气流不够均匀，导致叶片受力不均。而对于大型机组，气流膨胀的地点位于叶片末端，所以，气流运行路径发生错乱而形成气流激振。另外，如果轴封不严密也容易造成气流激振。
3火电厂汽轮机常见异常振动的处理措施
3.1对转子热弯曲故障所采取的处理措施
在安装设备时，遵循正确的安装步骤，如使用导线对准轴线，安装会更准确。设置好纵向中心轴前后的预埋位置，然后调整螺丝，做出相应的钢丝架。用钢卷尺测量凹槽两侧的长度，确保长度相等。复测时可采用水平仪进行水平调平。将水平仪置于空心表面，再对垂直表面进行合理调整，以保证轴承壳体的水平满足要求。对所有机组进行排查，出现问题后应迅速做出调整，直到所有设备都完成校准。通过正确的安装，使汽轮机轴承保持纵向和横向的稳定，从而避免了转子因受力不均匀而产生摩擦异常，发生热弯曲现象。解决了转子热弯曲情况，汽轮机的运转就不会受到严重影响，保证了发电的稳定。如果转子出现了热弯曲故障，就需要及时更换转子，将故障排除。
3.2对气流不均形成气流激振采取的处理措施
为了分析汽轮机的具体故障，有必要根据相关数据绘制振动曲线。调节供水量和负荷率，记录数据表示为汽轮机相关运行曲线。不同的调节会产生不同的气流激励效果。根据记录数据的对比，检查可以抵消气流激励的调节方式，避免气流激励对汽轮机组运行的不利影响。降低负荷率，可以有效避免负荷范围内的流量诱导，从而保证汽轮机的正常运行。
3.3因摩擦振动产生故障采取的处理措施
汽轮机在运行过程中难免会产生摩擦振动，这是因为各个设备在运行时都不可避免出现摩擦，根本不能消除。但如果摩擦情况过于严重，就会导致设备异常振动的出现，可能造成设备出现故障。因此，应该对汽轮机内部的各个部件进行检查，查看是静摩擦还是动摩擦，一旦摩擦噪声过大，就需要进行检修。对于因摩擦而发生故障的设备，需要进行检修或更换，保证振动摩擦不会对其他元件造成影响。
3.4对发生油膜震荡采取的处理措施
当汽轮机运行过程中发生油膜震荡，需要采取以下方法进行解决：①将轴瓦的比压加大，这对减小油膜震荡非常有效；②增加上轴瓦的轴承合金宽度，从而减小轴瓦顶部的孔隙，也能使油膜震荡降低；③改变轴瓦和轴颈的接触角度，尽量使接触角度变小；④选择动力黏度小的润滑油加入机组中，可以提升机组的工作效率，降低振动影响；⑤改善转子平衡，使原本作用在转子上的不平衡力降到最低，这样就可以让转子的运动状态变得稳定，减少油膜震荡。
结语
为找寻异常振动的原因，研究了振动机理，并围绕发电机轴系系统进行了试验，通过多种方法分析数据，最终在不停机的情况下，通过调整励磁机密封油环流量解决了异常振动，对相关类型汽轮发电机组不停机解决异常振动，有积极的借鉴作用?同时，提供了独立振动探头，同期监测基础台板振动，并将此监测信号并入到问题分析中，为解决汽轮机组异常振动的查找，提供了一种方法?
参考文献
[1]吴建华.汽轮机维修中常见故障与处理技术探讨[J].中国设备工程，2020(03)：55-56.
[2]李宽宽.火电厂汽轮机异常振动故障排查技术探索[J].中国设备工程，2020(03)：153-155.
[3]吴野.汽轮机异常轴振动的分析与处理[J].化工管理，2020(04)：123-125.