马海龙 郭浩然 钟文扬 曹长锁
华能营口仙人岛热电有限责任公司?辽宁省营口市 115007
摘要：汽轮机的顺畅运行是电厂为人们日常生活提供大量电能的重要保障。但汽轮机在运行中经常出现振动异常等情况，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，结合实际情况作出有效处理。
关键词：电厂；汽轮机；振动异常；处理措施
引言
火力发电是我国目前主要的发电方式之一，要保证火力发电厂电力输出的关键是要保证所有的机组都可以正常运行。火力发电厂中，汽轮机是十分重要的设备，属于电力输出的核心设备，结构复杂，实际运行很容易受到外界因素影响，对运行环境要求较高。汽轮机运转中一旦发生故障，就会对火力发电厂运营产生直接影响，所以，为了保证火力发电厂能始终正常稳定地运行，必须加强检修和维护工作，及时排查和解决各类汽轮机故障问题，以提高汽轮机的使用效率，保证火力发电厂电力输出的效率，进而满足人们的用电需求，实现火力发电厂的经济效益。
1电厂汽轮机运行原理
汽轮机在实际运行期间主要就是将蒸汽的能量，转换为机械能的旋转式动力机械，如果以热力特征为依据，可以将汽轮机分为凝汽式、供热式、背压式、抽气式等多种类型。火电厂的汽轮机主要就是运用煤、石油、天然气作为主要燃料供电厂进行生产电能。实际生产过程就是燃料在锅炉中进行燃烧和加热，使水形成蒸汽，之后再使蒸汽经主汽阀和调节汽阀进入到汽轮机中，严格按照工序流入到环形安装的喷嘴栅和动叶栅中进行膨胀做功；将人工转换为能够推动汽轮机转子旋转的机械能，进而在联轴器驱动发电机作用下达到发电的目的。
2汽轮机发生振动的原因
2.1机组运行中中心不正引起振动
（１）汽轮机启动时暖机时间不够，会造成汽轮机升速或加负荷过快，从而导致汽缸不均匀受热膨胀，或滑销系统产生卡涩现象，都会使汽缸对转子产生相对歪斜，同时机组也会产生不正常的位移，引起振动。（２）机组运行中出现真空下降，会导致排汽温度骤升，使后轴承上抬，易破坏机组的中心，从而引起振动。（３）靠背轮安装不正确，使中心不正，引起振动，且与机组的负荷成正比关系。（４）机组运行时，进气温度超过设计规范，会增加机组胀差和汽缸变形（如高压轴封向上抬起等），从而导致机组中心超出可移动范围，引起机组振动。（５）在特定情况下，转子与汽缸不同心，会产生间隙振荡。
2.2油膜不稳定
汽轮机油膜失稳主要有半速涡流和油膜振荡等2种类型。当转子转速低于2倍第一临界转速时，通常会发生半速转捩。随着速度增加，这种情况会以较低速度发生。一般来说，这种振动会在最大转速下持续，或在转子转速达到一定值时消失。检测半速旋转的最有效方法是级联图。此外，低频功能也可以通过示波图或沿轴心轨迹看到。
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出现振动后的危害
（１）当汽轮机振动出现波动时，转子的振幅逐渐增加，导致支撑轴承和止推轴承运行中形成的油膜不稳定，造成轴承瓦块因局部受力而磨损。（２）汽轮机轴承箱轴端密封采用梳齿密封，材质为较软的铝合金，当汽轮机出现振动波动时，转子与轴端梳齿密封接触过量，造成汽轮机前后轴端梳齿密封磨损，润滑油外漏。（３）因汽轮机出现振动，致测量仪表松动，造成仪表测量显示波动、测量失真。（４）破坏汽轮机与发电机对中，导致联轴器固定螺栓松动，造成机组振动加剧。
4汽轮机振动故障处理措施
4.1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，尽可能地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，从而大大地降低汽轮出现异常振动故障的概率。
4.2对发生油膜振荡采取的处理措施
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。
4.3转子热变形引起的汽轮机异常振动及改善对策
随着汽轮机组的转子速度不断地提升，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，大大地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，为了有效地避免转子热变形而引起的异常振动对机组的危害，建议应定期地更换转子。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，有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。
4.4提高机组膨胀和温度的措施
机组的膨胀由多种原因造成，从成型角度看，原因可分为膨胀不均匀、温度不稳定的故障。因此，为避免机组故障，可定期检查、维修和更换顶升系统。操作汽轮机设备前，有必要提供均匀的预热，使汽缸保持温度。还需要监测润滑油温度、轴封温度和排气蒸汽温度。如果发现温度不符合操作要求，必须及时采取相应措施，建立自动温控系统。
结束语
汽轮机组在火电厂中的地位可谓是重中之重，是火电厂工作的中枢，要从各方面保证汽轮机组的正常运行，从而可以保证电厂的正常运行，减少很多不必要的经济损失，通过对汽轮机组内部和外部的详细了解，以及对工作原理的深入研究，发现了汽轮机组出现的各种各样的问题，并且制定了针对这些问题的种种措施，这些都是为了保证汽轮机组安全稳定运行。总之，保证汽轮机组的正常运行需要考虑各个方面。
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