试析汽轮机启动过程中振动故障分析及处理措施_3

试析汽轮机启动过程中振动故障分析及处理措施

发布时间：2022-03-31T03:48:35.101Z 来源：《当代电力文化》2021年第33期作者：李琳

[导读] 汽轮机振动故障是一种比较常见的问题，并且不容易解决，有诸多因素会对汽轮机启动过程产生影响，从而导致振动故障问题发生，要想有效解决振动故障问题，

李琳

中国电建集团核电工程有限公司

摘要：汽轮机振动故障是一种比较常见的问题，并且不容易解决，有诸多因素会对汽轮机启动过程产生影响，从而导致振动故障问题发生，要想有效解决振动故障问题，首先就要找到振动故障出现的原因，然后才能采取相对应的措施将问题解决。

关键词：汽轮机启动过程；振动故障；处理措施

1汽轮机构造及工作原理

汽轮机本体主要由以下几个部分组成。(1）转动部分（转子）：动叶栅、叶轮、主轴、联轴器；(2）固定部分（静子）：汽缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统组成；(3）调节系统：转速感受机构、执行机构、传动放大机构、反馈装置组成；(4）保护系统：DCS紧急停车、联锁跳车、速关组件保护油压；(5）油系统：润滑油泵、润滑油站、节流孔板、蓄能器；汽轮机为抽凝式，从外管网过来的过热中压蒸汽进入汽轮机，做完功的蒸汽进入凝汽器，出凝汽器的冷凝液用凝结水泵送往外管网。

2汽轮机启动过程中振动故障的危害

在生产系统中，汽轮机发挥着十分重要的作用，可以将其看作生产系统的“心脏”。在汽轮机启动过程中一旦发生故障，就会在很大程度上影响整个生产系统，安全性和稳定性都会降低，所以需要加强对汽轮机启动故障问题的重视。汽轮机启动过程中出现振动故障问题带来的具体影响如下：（1）一定程度上影响着汽轮机组的调速系统，故障问题会导致调速系统发生摆动现象，从而导致调速系统内部的各种零件之间相互磨损，降低零部件的使用寿命，并且迟缓率也会提升，使调速系统无法正常运行。（2）使汽轮机的耐疲劳强度降低。汽轮机的核心结构是转动部分，在启动过程中如果发生振动故障会对转动部分造成影响，使转动部分无法正常工作，使用寿命也会降低。（3）破坏滑销系统。汽轮机在启动过程中一旦机组发生振动故障问题，会对滑销造成严重冲击，从而使汽轮机组出现膨胀现象，并且这种膨胀现象具有不均匀的特征，挤压力就会因此而形成，从而严重危害滑销系统的正常功能。（4）对汽封造成破坏。一般来说，隔板之间都存在不同大小的空隙，需要采取有效的密封措施，比较常用的方法就是汽封法，假如汽轮机出现了振动故障问题，就会在一定程度破坏汽封，从而使隔板漏汽，严重影响汽轮机组的正常运行。（5）汽轮机组的振动故障问题还会影响低压端轴封系统，使系统被破坏，这样空气就可以进入系统中，导致低压缸不具备较好的真空度，同时空气还会进入润滑系统中，使润滑油的纯度降低，对润滑效果造成影响，从而使摩擦力增大，导致汽轮机组的使用寿命缩减，运行过程中的维护成本支出也会增高。

3汽轮机振动故障的原因分析

3.1长时间运行导致的振动故障

如果汽轮机长时间不停机运行，将导致汽轮机超负荷运行，影响实际运行过程，造成油温下降等各种故障问题。蒸汽质量下降和汽缸膨胀不均是振动失效的原因。例如，汽轮机的初始振动没有异常，但大修后，在重新启动时，轴承附近的振动值可能会增加。在功率增大的过程中，实际振动值会逐渐减小，直至恢复到正常范围。产生这种现象的主要原因是蒸汽质量不高，导致汽轮机振动激励。当现场工况流量发生异常变化时，励磁力会受到影响，励磁力会逐渐变化，最终形成不同频率的各种励磁力，同时它还将影响正常的调频叶片，在页面上方形成动态约束。如果汽流部件和叶片之间的汽流不正确，将形成不均匀的汽流，并增加激振力。

3.2汽流激振引发的异常振动

汽轮机振动问题的另一个原因是汽流激振现象。如果汽流励磁低频分量值持续增大，汽轮机将出现异常情况。当出现汽流激振现象时，汽轮机参数也会发生变化。引起汽流激振的原因有很多，如静叶出口汽流不均匀引起的汽流激振力、汽轮机负荷参数缺乏合理调整、供汽方式存在问题等。

4汽轮机启动过程中的振动故障处理措施

4.1汽流激振现象的处理方法

因为汽轮机在启动过程中出现振动故障的原因有多种，所以首先需要分析振动故障出现的具体原因，然后再根据原因采取合适的振动故障处理方法。在处理汽流激振引起的振动故障问题时，首先要针对汽轮机的实际情况进行全面分析，充分掌握汽流激振的变化情况，同时还要将分析和观测结果详细记录下来，然后找出汽流激振现象出现的具体原因，在这个过程中还应收集汽轮机的振动数据，并将这些数据作为绘制曲线图的重要依据，接着分析汽轮机的振动变化情况，将变化的具体范围和方向确定下来，最后找出汽流激振现象产生的原因，根据实际原因采取针对性措施进行控制。此外，严格控制汽轮机的负荷变化，合理调节进汽阀的开度，控制进汽量大小，使汽流激振维持在正常负荷范围内，也是解决汽流激振问题的有效方法。

4.2转子热变形的异常振动处理方法

为了解决转子变形引起的汽轮机振动问题，必须对转子的离心力进行监测，根据监测结果确定转子热变形的原因。然后采取相应措施控制转子的热变形。如果离心力不高，转子只有暂时变形，可在转子上安装适当的配重，以恢复转子的平衡并消除振动。如果转子损坏严重，应及时更换汽轮机的转动部分，避免汽轮机热变形引起振动问题。此外，应尽可能保证转子在稳态下运行，汽轮机启停时会出现连续盘车现象。此时应做好汽轮机的密封工作，防止冷空气和水进入汽轮机，防止润滑油泄漏，有效控制转子热变形现象。

4.3摩擦振动故障的处理方法

在处理汽轮机摩擦产生的振动故障问题时，需要加强对涡动和抖动现象的重视，将这两种现象作为重点关注内容，做好涡动和抖动现象的监测和分析工作。在启动汽轮机的过程中，如果出现碰撞问题，应及时降低机组的运转速度，使其在低速状态下慢慢磨合。如果振动频率不在规定的范围内，应及时关停机器，让机子的温度慢慢回升，等温度达到一定程度而且转子可以正常弯曲的时候再次将机器启动。通过这种方法，一般都可以将摩擦现象消除。需要注意的是，不可使用“冲临界”方法，让机组被迫开启，这样会对汽轮机的大轴造成不可