申宏伟

（霍州煤电集团吕梁山煤电公司方山发电厂，山西 吕梁 033000）

引言

电力能源是推动国家发展的重要基础，为了确保全国经济发展以及国民用电的需求，加强热电厂汽轮机组维修、养护工作，保证城市能够正常供电，是电厂最重要的工作。汽轮机组在工作的过程中，无法避免会存在一定的震动，当震动超出一定范围时，震动会对设备产生极大的损害，因此，针对汽轮机震动原因及处理措施展开分析。

1 汽轮机运行过程中出现的问题

一般情况，汽轮机在启动、停止的过程中会产生很大的震动。汽轮机在启动、停止的过程中由静态转变成动态，或由动态转变成静态，其扭矩突变会产生很大震动，在启动时，当汽轮机转速升至工作转速的时，机组会由剧烈地震动转变成正常震动。引发汽轮机震动原因较多，但主要的原因是制造存在缺陷、安装存在问题、运行的管理与检修能力不高。

1.1 由于运行过程机组旋转中心偏离导致震动

1）汽轮机在启动的时候，如果暖机的时间不足，负载增加或者升速过快，将会导致气缸热膨胀或者系统调节不均，使得气缸无法自由膨胀，使转子与气缸产生变形，导致工作中产生震动。

2）汽轮机在工作过程中，如果真空下降，会造成排气的温度过高，机组后轴承将抬高，最终机组旋转中心发生偏差引发震动。

3）汽轮机在进行大修后，其靠背轮的安装不正确，即中心位置不准，从而在工作时发生震动，并且，震动会随着负荷的不断增加，震动也随之增大。

4）当汽轮机在进气温度过高情况下工作时，其气缸与机组膨胀会变大，轴封会抬起等，这些情况会导致机组的轴向出现位移，从而造成震动。

5

）当机组转子由于各种原因导致气缸同心度发生偏移，机组运行时会出现间歇性震动[1]。

1.2 由于转子动平衡的偏差产生震动

1）运动中汽轮机叶片发生折断、结垢、腐蚀、磨损不均、脱落等情况，使汽轮机转子出现旋转不平衡的现象。当发电机的转子不平衡或者绕组出现松动情况，导致转子出现不平衡现象。因为上述的原因，汽轮机转子发生不平衡，转子旋转时，会受到不平衡造成的离心作用力，离心力的不断作用，会使转子发生震动，如图1所示。

图1 轴不平衡震动示意图

2）汽轮机转子出现弹性弯曲，由于弯曲导致震动。如果转子出现弯曲，机组在转动时会因为不平衡产生震动的特点，与转子的质量不平衡引发震动相似，其不同点为震动是轴向的震动，特别是在临界转速时，震动的幅度最明显[2]，如图2所示。

图2 转子弯曲示意图

3）轴承的油膜被破坏或者不稳定而引发震动。转子轴承的油膜被破坏或者不稳定，会造成轴瓦表面钨合金融化，从而引发轴受热变形弯曲，最终导致机组发生震动。

4）汽轮机旋转部件产生摩擦引起机组震动。燃气机叶片与导向的叶片产生摩擦，或者安装存在问题，叶片发生变形、隔板出现弯曲，轴径和轴承配合间隙过小等，都会由于摩擦引发震动。

5）水冲击导致震动。在汽轮机工作过程中，蒸汽中存在一定量的水进入汽缸内，造成水冲击，导致转子的轴向力加大，产生不平衡的扭力，造成旋转的转子发生剧烈震动，最终将推力轴承烧毁。

2 汽轮机组产生震动的危害

汽轮机组是热电厂最重要的设备，当汽轮机组发生超出规定的震动时，会对电厂整个系统的运行造成致命的影响，轻则造成发电质量的降低，重则造成发电厂无法供电[3]。汽轮机组发生震动造成的危害如下：

2.1 汽轮机震动导致转子轴封发生严重磨损

当汽轮机出现震动时，转子端部轴承会出现磨损严重的情况，发电机组整体密封性能将会遭到破坏，最终会造成低压缸进入空气等问题。当机组发生密封破坏的同时，如果没有采取相应措施进行控制时，将会造成高压端的轴封密封不严泄漏，导致转子相应部位发生高温受热，因部分位置高温受热，造成转子弯曲，如图3所示。

图3 端部轴承磨损

密封的破坏，会对轴系表面润滑膜造成破坏，降低了轴系的润滑效果，致使轴瓦表面钨合金发生融化现象。另外，由于密封的破坏，也导致机组漏气降低机械效率，造成了能源的浪费[4]。

2.2 汽轮机震动导致隔板之间气封磨损

当汽轮机出现震动时，隔板之间气封会出现磨损严重的情况，会加大机组的漏气，造成转子轴向力不断加大，导致转子端部的推力瓦受力严重，推力瓦表面的钨合金发生融化情况。

2.3 震动造成热电厂经济性能降低

汽轮机是将热能转变成机械能，机械能又带动发电机进行发电，因此，发电系统产生热能越高，发电系统发电效率就越高，经济效益也越高。当汽轮机运行过程中，汽轮机气封的间隙不大时，汽轮机热效率就会高，反之，由于气封间隙过大导致漏气，会降低汽轮机的热效率。汽轮机气封的间隙大小，与机组震动情况存在直接关系，如震动太大，会增大气封的间隙，造成机组热效率降低，最终降低了电厂的经济效益[5]。

2.4 震动会间接、直接导致设备产生故障

汽轮机的震动如果过大，会造成汽轮机组上仪表、传感器等控制检测设备不能正常的工作，工作过程中会出现错误的动作，致使汽轮机发生停机等事故。另外，发电机转子在震动的作用下，会出现绝缘损坏，发电机在工作过程中，由于绝缘的损坏，会导致机组整体温度的升高，致使绕组因高温烧毁短路，造成发电机报废。

汽轮机出现震动故障，是汽轮机维护中最难的问题，因为汽轮机的震动引发原因是多种多样的[6]。我们要想解决汽轮机的震动故障，就必须找出产生震动的原因，根据产生的原因进行分析，通过分析结果才能制定相应的措施。

3 针对机组震动所采取的措施

1）汽轮机震动缺陷，主要是通过一些故障信号反映出来。安装新的汽轮机或维修后的汽轮机，一定要通过试运行以及进行各项震动测试合格以后，才能投送运行。当测试震动超出规定时，要及时查找出原因，并根据情况采取措施，将震动降低在规定范围之内，当震动恢复合格后才能投入运行。

2）制定相应检测措施。安装相应震动检测装置，实时检测机组运行过程中震动的情况，如果震动幅值超过规定，检测装置将发出报警，提醒工作人员采取措施，防止发生重大事故。要加大震动的监控，要将监测震动常态化与制度化，要达到震动幅值超出规定前，能够及时将汽轮机停机，防止事故的扩大[7]。

3）使用相应传感器有效进行保护。在汽轮机经常发生震动的部位安装传感器，这样能够实时监测到各部位震动发生的情况，根据传感器实时发送的震动信号，操作人员能够随时了解机组运行情况，并且，控制设备能够根据传感器采集的信号，对机组进行自动控制。

4 结语

汽轮机发生震动危害巨大，它不仅降低机组寿命，严重影响正常供电，甚至会造成汽轮机报废。所以，采取合理、科学的方法与措施，减少、避免机组出现震动。新机接收前，要对机组进行各项震动测试，必须合格以后再进行装机运行。在机组运行生产中，监测震动要实施常态化与制度化，要严格控制、监测机组震动情况，要对产生的震动原因实行科学化的分析，确保汽轮机正常运行。