牛威豪

摘要：随着现代技术发展，机械设备内部的精密程度越来越高，内部零件耦合状态的要求也更加明显。一旦某个零部件发生故障，将会影响整个生产链。对于汽轮机来说，可以通过观察其振动情况来判断内部零件是否出现松动和发生故障。若汽轮机出现振动过大，则表明该汽轮机出现故障，必须立即诊断维修。影响汽轮机振动的因素有很多，因此，准确排查故障原因，给出解决措施，对企业有着重要意义。

关键词：汽轮机运行;振动危害;解决措施

1汽轮机运行振动的危害

（1）汽轮机热经济性降低。汽封间隙量与汽轮机热经济性之间有直接关联。汽轮机振动过大会导致汽封间隙变大，造成汽轮机热经济性降低。

（2）造成动静部分和支撑部件损坏。在机组异常振动情况下，动静部分发生摩擦，造成端部轴封磨损。此外，过大的振动也会造成叶片、叶轮和密封瓦等部件出现疲劳，导致轴瓦乌金龟裂。

（3）造成连接部件松动。当汽轮机发生异常振动时，会引发汽轮机的轴承、主油泵和涡轮等部件发生共振现象，造成连接螺栓松动、地脚螺栓断裂，最终机组发生故障。

（4）造成设备事故。汽轮机振动过大会引起调速系统的不稳定，进而发生调速系统事故，甚至可能危急遮断器，导致其操作失误，造成事故停机。此外，过大振动也会导致发电机励磁机部件松动、损坏。

2故障特点

2.1转子质量不均衡

转子质量不平衡引起的离心力或激振力是发电厂最重要的振动问题之一。转子质量可以分为几类，但它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整装置的弯曲状态，则会发生零件的摩擦，导致工件与导板之间的摩擦增大。调度控制不当会导致汽轮机叶片变形和隔板弯曲，从而引起振动问题。这样，汽轮机的振动就会随着转速的提高而增大，离心力也随之增大。对于轴向振动的某些变化，必须预先设置阻力，以评估振幅。根据动态轴承安装的具体要求，严重的操作错误或其他现象可能会导致明显的振动问题。总之，在汽轮机组运行过程中，如果轴承系统的重力相关刚度始终保持稳定，机组在运行初期的振幅会进一步增大，机组的振动也会逐渐表现出相同的频率特性。

2.2轴系不能对中

火电厂汽轮机组在运行过程中，对传动轴系统有着严格的要求。为避免剧烈振动，必须在相邻位置安装相应的零件。在实际操作中，如果横向反射不均匀或根据轴和安装要求有明显偏差，则必须相应调整位置。传动轴系统故障引起的振动问题具有明显的特点。

在相邻两根轴安装在相应轴承部件上的前提下，相邻两根轴的偏差和倾斜很容易引起汽轮机的振动。因此，轴承找正故障问题在一定程度上反映了汽轮机组运行中的轴承跑偏问题。针对这种振动损伤现象，有必要根据实际情况对汽轮机组外圈和两个半联轴器的开度偏差进行测量、评定和调整。

2.3油膜振荡

汽轮机是电厂发电设备的重要组成部分。其工作阶段的不稳定性将影响整个发电过程。在汽轮机组振动阶段，必须事先了解振动的幅值。如有不稳定等现象，应及时汇总数据，按定值控制转速。如果汽轮机转子在运行过程中不稳定，其振动将非常混乱，振幅将进一步增大。油膜振动主要是机组严重失稳引起的，振动频率与转速之比为1.2。此时，即使装置的速度增加，相应的振动频率也保持在恒定状态。这类振动故障的主要特征是低频振动和小振幅振动。在此前提下，当汽轮机运行转速高于一次临界转速的两倍时，机组产生的低频振动转速将与一次临界转速同步。也就是说，当接收到共振系数时，汽轮机的低频振动会有一定程度的放大，频率会增加，变成油膜振动。油膜振动与千斤顶轴内液压不足和工作时润滑油中的杂质有关，其突出特点是低频振动。考虑到振动频率的要求，应根据实际经验调整相应的振幅，避免剧烈振动。

3汽轮机运行振动的解决措施

3.1重视汽轮机的安装与检修

汽轮机在安装、检修过程中，因操作不当，汽轮机在以后运行中发生异常振动的概率很大。这是因为工作人员的失误可能会造成异步振动、转子中心不对中、垫铁与台板存在间隙等现象。因此，为确保汽轮机正常运行，首先是在安装过程中，找准汽轮机组的中心位置，切忌出现位移。其次是定期安排检修工作，排查安全隐患，出现常见的故障特征，要立即采取緊急维修措施。最后是在安装或检修后必须进行试运行，当汽轮机各项指标都满足使用需求且不出现故障特征时，方可移交生产或投入使用。汽轮机在运行过程中，若发生异常振动，必须及时找出原因，只有当振动控制在合理范围后，才能继续生产。此外，汽轮机在开始生产前，要先进行暖机，提高其在运行过程中的稳定性。

3.2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。

3.3加强对汽轮机的振动监视

为确保汽轮机正常运转，对汽轮机的振动监视工作必不可少，这是预防汽轮机异常振动的关键。例如，通过安装轴承振动测量装置、大轴振动测量装置来检测汽轮机振动情况。这类装置能够对汽轮机的振动情况产生反馈，当汽轮机振动频率超过设定值时，装置会发出警报，从而以最快速度通知维修人员进行抢修，必要时停机处理，防止机组损坏扩大。

3.4利用传感器加强对汽轮机的保护

一套完善的振动保护装置包含多种传感器，例如，位移传感器、温度传感器、重力传感器、角度传感器以及压力传感器等。利用这些传感器能够组成监控系统、保护系统和信号报警系统，这些系统又组合在一起，成为保护汽轮机安全运行的重要设备。当汽轮机振动超过临界值时，装置能够发出脉冲信号，实现主汽门的自动关闭，汽轮机的紧急停机。近年，随着各行各业都在开展自动化控制，保护装置对汽轮机的重要性不言而喻。因此，企业要加强对保护装置自动化的研究力度，不断提升保护动作的安全性和可靠性。

3.5进行技术创新

在电厂管理过程中，可以进行适当的技术改造。在设备工作阶段，主要使用直接启动模式。该控制方法对设备是高度磨蚀的，并且非常容易振动。考虑到其特殊性，有必要提前进行技术创新。

（1）解决转子热弯曲的问题。主要方法是及时更换新转子，新的转子不会产生异常振动，而汽轮机则不会因此被诱发。

（2）解决转子质量不均的问题。在调整了机组的振动数据之后，可以掌握机组的负载数据并确定引起气流激发振动的机组的工作状态。通过减小负载变化率并避免气流激励的负载范围，可以避免气流激励。

（3）解决轴不对称的方法。一旦发生异常情况，必须及时调整每个设备并更换零件，避免摩擦和振动。

结论

振动现象普遍存在于汽轮机运行中且无法被消除，但应将振动控制在合理范围内。若机组振动过大，会导致零部件松动，降低轴承与基座间的连接刚度，危急整个电力供汽系统，最终被迫停机。因此，工作人员要熟知汽轮机振动故障现象，及时找出振动原因，采取科学合理的手段来减小振动，确保汽轮机安全稳定运行。

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