龙震
华能九台电厂 吉林省 长春市 130501
摘要：由于汽轮机是确保火电厂发电机可以正常运行的主要机械，一直处于长期运作状态，容易导致汽轮机相关零件破损严重，故障频发，其中以汽轮机异常振动为主要频发故障之一。基于此，本文对火电厂汽轮机运行异常振动故障进行诊断，并提出相关检修策略，以供参考。
关键词：火电厂汽轮机；异常振动；原因；策略
伴随着我国社会经济的迅猛发展，人们生活水平日益提高，对电力供应的要求愈发严苛。因此，保证电力持续稳定供应成为相关发电部门的首要工作任务。而汽轮机作为发电部门确保城市发展与居民用电的火电厂主要发电设备之一，需要加强汽轮机日常管理与养护，保障汽轮机稳定运行。
一、火电厂汽轮机运行异常振动故障诊断
（一）转子受热弯曲变形
火电厂汽轮机运行产生异常振动故障的主要原因之一是汽轮机转子受热弯曲变形。汽轮机转子自身热量无法及时得到有效冷却，是影响转子受热弯曲变形的主要因素。而汽轮机转子热量的产生是由于汽轮机运行时,转子与隔板汽封、轴封等动静部分不断发生摩擦，从而产生热能不断累积，而由于冷却蒸汽不能带走转子表面积聚的热量，最终导致其转子受热过度弯曲变形。转子弯曲变形则会产生动不平衡导致机组振动增加，直接影响汽轮机组正常运行，并且如果没有及时对汽轮机异常振动故障进行检修，则会给电力生产带来严重后果。转子在旋转过程中承受着轴弹力和离心力，正常情况下轴弹力与离心力之间相互抵消，当转子出现弯曲变形后，离心力会大于轴弹力，因此会造成大幅度的异常振动，当转子弯曲变形严重时，轴弹力与离心力相互叠加，会对汽轮机组造成严重破坏性[1]。
（二）汽流不均匀产生汽流激振
汽轮机汽流激振具有负荷临界值特性，一般发生在大负荷运行区间，如果汽轮机在大负荷运行过程中，汽轮机轴振快速变大，但汽轮机负荷低于汽轮机负荷临界值，轴振幅度会马上变小，这种现象就是典型汽流激振，是由蒸汽力的作用下转子产生强烈振动的现象。该汽流激振经常发生在高压转子与再热中压转子内。而气流激振现象的产生，一般是由于汽轮机的气道内气流分布差异较大，导致叶片和转子的汽流受力不同，致使气流随意流窜。在大型的汽轮机组运行时，由于叶片顶端、汽封两侧受不均匀汽流膨胀撞击，部分进汽情况下汽流激振力、进汽侧剩余汽流力、密封间隙激振力影响，会产生汽流激振，轴封的封闭性也是产生汽流激振的因素之一[2]。
（三）转子产生油膜针振荡
转子在轴瓦内旋转工作时，轴颈与轴瓦中心存在偏心距，油膜稳定时则偏心距保持不变，轴颈的载荷与油膜压力相等。若有外力扰动改变偏心距则油膜压力也会发生相应的改变，轴颈的载荷与油膜压力打破平衡，而轴颈载荷力与油膜压力的合力将推动转子回到稳定时的偏心距，当转子绕偏心距涡动速度约为角速度的一半时，转子产生油膜振荡。随着转速升高至一阶临界转速两倍时，其振荡频率与一阶临界转速相同，从而产生共振现象。导致汽轮机运行异常振动，使汽轮机发生故障。
二、火电厂汽轮机运行异常振动故障检修
（一）对转子受热弯曲变形故障采取的处理策略
采取正确设备安装检修工艺，按设计要求进行隔板汽封及轴封间隙调整，应保持足够的汽封退让间隙和隔板及汽封套的径向膨胀间隙，确保汽封、隔板及汽封套无卡涉现象，确保机组滑销系统工作正常无卡涉，确保机组、外部管路及支吊架工作正常，膨胀无阻碍，确保汽轮机轴承的横纵向水平面标准，确保汽缸横纵向水平面标准，使转子不会因为汽轮机轴承与汽缸不稳发生受力差异明显，从而产生异常摩擦发热，导致转子受热弯曲变形的情况发生。机组启动过程中应充分暖机，控制好上下缸温差和绝对膨胀。如因动静摩擦产生振动，应控制转速，待振动降低后再进行升速，如振动没有降低或继续增加，应立即停机，盘车四小时后，转子偏心降至0.05mm以下后再次启动。运行中避免汽缸进水，控制好蒸汽进入汽缸的过热度。如转子轻微弯曲，可采取加装平衡块方案处理，待机组大修过程中取出平衡块并进行直轴或车削处理后进行高速动平衡调整。如转子严重弯曲，不能安全通过临界转速，则直接进行直轴或车削处理后进行高速动平衡调整。
（二）对气流不均形成气流激振故障采取的处理策略
提高安装检修质量，用钢丝线校准法准确进行汽缸、隔板、轴承座中心调整。首先，需要制作钢丝架，先预估钢丝架固定位置，然后在纵向轴线相应位置进行固定，最后调整螺丝稳定钢丝架[3]。反复校准洼窝两侧长度，确保长度相等。再次测量时，在横向面上可利用水平仪找平。为保证汽轮机轴承座水平标准，需要在洼窝水平面上利用水平仪在对竖向进行水平调整。汽封间隙制作调整应确保两侧间隙均匀相等，汽封齿长度尽量保持一致。通过严苛正确的设备安装步骤和安装检修工艺，确保转子与汽封径向通流间隙在运行中保持均匀，避免气流激振发生，提高转子在轴瓦中的稳定性或降低瓦顶部间隙会改善气流激振发生。运行中调整调速汽门开度与阀序对气流激振也同样有改善效果。同时也需对汽轮机在不同负荷速情况下的汽轮机运行相关运行数据进行曲线记录，以便对不同负荷进行分析比对，寻找可以抵消气流激振的给水量与负荷速率值，从而确保汽轮机可以正常稳定运行[4]。
（三）对发生油膜震荡采取的处理策略
针对汽轮机发生油膜震荡，主要可以从五个方面进行处理解决：第一，合理加大轴瓦的轴承合金宽度，增加轴瓦的比压，该措施是降低油膜震荡的主要策略；第二，规范轴瓦检修工艺，将瓦顶部间隙调整至设计要求下限值，该措施可以有效降低轴瓦顶缝隙，增加轴瓦稳定性，从而减小油膜震荡；第三，调小轴瓦与轴颈的接触角度，减小油膜压力；第四，降低润滑油粘贴度或提高润滑油温度，降低油膜厚度，减少油膜震荡；第五，优化转子平衡，转子受力均匀可以有效保证转子运行状态平稳，降低油膜震荡[5]。
（四）防患于未然
众所周知，亡羊补牢为时已晚，防患于未然才是上上之策。由于汽轮机是火电厂主要发电设备之一，如若汽轮机发生故障，致使机组无法运行，则会对城市发展与居民用电带来不利影响。因此，汽轮机相关检修工作人员，需要时刻待命并且防患于未然，对汽轮机运行过程可能出现的所有故障与相应解决措施牢记于心，当故障突发时，可以立刻采取有效措施，确保汽轮机正常运转，同时检修及运行人员需要对汽轮机相关数据进行日常记录和整理，并作出有效分析，只有秉承着防患于未然的工作理念，即使汽轮机发生故障，也可以快速有效地有效地进行解决，为火电厂发电提供保障。
结束语：
综上所述，异常振动是汽轮机长期运转状态下，受不同因素影响，必然会发生的故障现象，因此，无法从根源上阻止异常振动故障的产生，仅能从多角度出发尽量降低故障发生频率。而通过本文研究发现，减少转子受热弯曲变形、气流激振、油膜震荡可以有效降低汽轮机运行异常振动故障的发生，因此，在汽轮机运行时，需要加强对其的检修维护及监视调整，发现问题立刻解决，使故障损失降到最小。
参考文献：
[1]顾强.火电厂汽轮机异常振动故障排查技术研究[J].数字化用户，2019,25(48):236,238.
[2]王雷.汽轮机运行中的常见故障与对策[J].冶金与材料，2020,40(6):175-176.
[3]顾强. 火电厂汽轮机异常振动故障排查技术研究[J]. 数字化用户，2019,25(48):236,238.
[4]周伟. 火电厂汽轮机辅机常见故障及检修方法研究[J]. 百科论坛电子杂志，2018(21):335.
[5]朱建设. 火电厂汽轮机常见故障与检修方法研究[J]. 数字化用户，2019,25(34):246.