高尚超

（江苏大唐国际吕四发电有限责任公司，江苏 启东226246）

1 火电厂汽轮机异常振动的概述

1.1 火电厂汽轮机振动的概念

当汽轮机内部的部件偏离其固定的平衡位置时，物体相应的动能和位能就会发生变化，出现反复性的连续运动，这种现象就是振动。一般情况下，我们可以将火电厂汽轮机的振动分为两种，即自由振动和受迫振动，这种分类主要是考虑到冲击力的差别，而在描述汽轮机振动的幅度和大小时我们主要可以采用振幅、方向、相位和频率等参数，根据汽轮机振动的大小我们一般将振幅分为单向振幅和双向振幅；而其振动方向主要包括扭转、横向和轴向三种；振动的相位就是指出现振动现象时振动信号最大值与转子某一点的相对位置；在特定时间内汽轮机的振动次数就是频率。

1.2 火电厂汽轮机异常振动的危害

当汽轮机设备的振幅是处于合理的范围值时，火电厂汽轮机的正常运行并不会受到振幅的影响，然而如果汽轮机是处于异常振动的状态，那么就会大大的影响火电厂发电机组的安全性，并且还会降低火电厂运行的经济效益和社会效益。所以，火电厂运行设备维护和检修工作中的一项重要内容就是汽轮机的异常振动，具体来说，火电厂汽轮机的异常振动主要有三个方面的危害：第一，如果汽轮机的运行状态处于异常振动中，当振动的幅度超过正常值达到一定范围后，机组之间连接部位的零件就可能出现松动的现象，机组运行出现故障的概率就大大提升了；第二，当汽轮机异常振动更为明显后，随着发电机与机组支撑零件的摩擦力不断提升，这就可能会损坏汽轮机的本体结构，降低了汽轮机的使用寿命；第三，汽轮机出现异常振动的情况时还会降低火电厂的发电质量和发电效率，从而也大大降低了火电厂的经济效益。

2 火电厂汽轮机异常振动的判断方法

作为火电厂正常经营过程中的重要设备，汽轮机的正常运转能够大大提升火电厂生产经营活动的效率。但是在实际的生产过程中，很多因素都可能会影响到汽轮机的稳定运行，并可能伴随出现异常振动的问题，异常振动这一故障的出现不但可能会损坏设备，还可能导致安全事故的发生。所以，当发现火电厂汽轮机出现异常振动时，相关人员应及时筛查出现异常振动的原因并及时的制定出有针对性的改善措施，在判断汽轮机的异常振动时，我们可以从振动的相位变化、振动的稳定性、振动的频率以及相邻轴承的相位变化等方面来考虑，一般情况下，在判断汽轮机的振动相位变化时，我们主要针对的是汽轮机出现异常振动故障时相位是否发生变化以及发生变化时具体的变化范围；而判断汽轮机异常振动的稳定性时则主要要参考相应的参数，如振动现象的负荷、转速、持续时间、励磁电流强度以及汽轮机的表面温度等；汽轮机的振动频率主要分为1/2X、1X 和2X 三种，当出现不同的频率时就会对应特定的产生原因；根据相邻的轴承是否出现了相同或是反相现象来判断相邻轴承的相位变化。另外，当汽轮机的结构设计就不够科学合理时，那么在其运转过程中也会出现异常振动的问题，而要想有效的杜绝这一问题，相关的技术人员就必须能够全面掌握汽轮机组的故障点，一旦汽轮机的运行过程出现了类似故障，应能够判断出该故障的出现是否与所设置的故障点有关，如果确实是由于故障点导致的，那么就应及时的处理故障点。

3 火电厂汽轮机异常振动的原因及改善对策

3.1 油膜振荡引起的振动及改善对策

油膜振荡的问题在设备启动和升速的过程中是最容易出现的，其原因是在设备启动时，轴承油膜上的发电机转子会高速旋转，加大了油膜承受的荷载，一旦破坏了设备初始的稳定性就会导致振动的情况。转子如果运行的状态是不稳定的，就会提升轴颈旋转线的速度，转子与轴承之间的摩擦损耗需求量增大，油膜压力增加的过程中就会出现振荡，汽轮机的振动也会升高，当振动的频率升高到第一临界转速的两倍时，振幅和涡动随之会受到影响，也会导致汽轮机转轴出现强烈跳动的现象。而要想有效避免这类异常振动问题的出现，应重点提升汽轮机轴承和转子这两个结构的可靠性，润滑油应与汽轮机的型号相适应，在轴承和转子的位置上滴上润滑油，润滑动力粘度能够有效降低，也能有效避免出现润滑油分布不均匀的问题。

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3.2 摩擦引起的汽轮机异常振动及改善对策

如果火电厂汽轮机设备的异常振动是由于摩擦振动引起的，转子的热运动就势必会对整个运行状态产生影响，汽轮机的振动过程子会产生一定的平衡力，此时工频仍然是振动信号的主频，那么对于汽轮机的运行状态是很难去区分它的的高频、分频和倍频的，并可能伴随削顶故障的发生，并损坏汽轮机的本体。另外，如果汽轮机的异常振动是由于摩擦导致的，其整个过程往往要很长时间，振幅会大幅度的提升，也会提升摩擦所产生的临界速度，汽轮机设备会受到严重的破坏。汽轮机的运行过程是不可能完全避免摩擦振动的，要想尽可能的降低摩擦振动的影响，相关人员就必须采取减小摩擦的方法，有些连接的部位摩擦力较大，应定期的更换润滑油；可及时的维护或是更换使用时间较长的部件，对设备进行定期的维护和保养，从而最大限度的降低摩擦震动对汽轮机设备的影响。

随着汽轮机组的转子速度不断的提升，材质的内应力会随之不断释放，那么转子就会出现热变形的现象，大大的提升了汽轮机的振幅，此时相位也会发生变化，这就导致了汽轮机异常振动问题的出现。有很多因素都可能导致转子出现热变形的现象，如发电子转子未均匀冷却、气缸进水和中心孔进油等因素，为了有效的避免转子热变形而引起的异常振动对机组的危害，建议应定期的更换转子。另外，相关工作人员还应定期清理中心孔内的油，防止油进入到中心孔中，确保汽轮机转子排气孔是能够与外界连接的。在此操作过程中，油可能是通过排气孔或是转子孔的堵头进入到中心孔中，不过进入的途径还有其他，通过转子的前面也可以进入到中心孔中，所以，在工作人员安装汽轮机的过程中，为避免油进入到中心孔中，我们就应采取一些有针对性的措施，从而保证汽轮机整个机组设备的稳定运行。

3.3 转子热变形引起的汽轮机异常振动及改善对策

慢性阻塞性肺疾病在中医学中是喘证、咳嗽、哮病等多种肺系疾病进展成的“肺胀”，中医学者多认为本病是因久病肺虚、肺不敛降、痰浊潴留、气还肺间、肺气胀满，复感外邪所致[8-10]。慢性阻塞性肺疾病患者病程迁延，日久可累及肾脏、脾脏等，导致肾脏、肺脏、脾脏亏虚，而脾肺肾三脏气化功能失调，可致痰浊水湿内停，逐渐成瘀，最终形成血瘀、痰浊、水饮交错相杂的病症。其中，稳定期慢性阻塞性肺疾病属于本虚标实之症，并以虚症为主，往往兼杂痰湿、血瘀。

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3.4 气流激振引起的汽轮机异常振动及改善对策

在我国火电厂的运行阶段，汽轮机出现异常振动也可能是由于气流激振问题而引起的。一般情况下，这种原因导致的异常振动主要具有以下几个特征：首先，当出现气流激振现象时，其低频分量的数值会出现异常的增大，其次，由于各类运行参数对机组运行状态产生的影响，增大了汽轮机相关部分的负荷和振幅，从而损伤汽轮机的本体。相关工作人员在遇到因气流激振而引起的振动故障时，可以适当调整不同负荷状态下汽轮机高压进气门的特性，尽可能的避免气流激振现象的发生。也应严格把控设备运行过程中汽轮机负荷气压的变化情况，有效预防气流激振的情况出现，从而大大的降低汽轮出现异常振动故障的概率。

结束语

通过以上的论述，我们对火电厂汽轮机异常振动的概述、火电厂汽轮机异常振动的判断方法及火电厂汽轮机异常振动的原因及改善对策三个方面进行了详细的分析和探讨。火电厂汽轮机异常振动是有多种因素导致的，当运行过程中出现这类故障时，相关技术人员应科学的判断汽轮机异常振动的本质，同时全面的分析导致异常振动故障出现的原因，制定出有针对性的改善对策，建立完善的设备检修制度，尽可能的降低汽轮机异常振动出现的概率，从而提升火电厂的经济效益和社会效益。