电厂汽轮机组振动问题分析与解决对策

电厂汽轮机组振动问题分析与解决对策
摘要：在电厂系统中，汽轮发电机组是最重要的设备。

一般情况下，在电厂汽
轮机系统中都存在振动现象，这在一定临界值范围内是允许的。

但是振动一旦超
过了范围，会给机组乃至整个发电系统带来安全隐患。

汽轮机组运行在一定程度
上也深受机组振动状态的影响，本文就针对电厂汽轮机组振动问题进行分析，同
时提出有效的解决措施。

关键词：电厂；汽轮机；振动；问题
在国家的经济发展中离不开能源的支撑，而电力系统作为主要能源之一，因此，电力系统的稳定运行有利于推动我国经济的持续健康发展。

对于发电厂维护
部门而言，为了给居民的稳定用电以及城市经济的正常发展提供保障，进一步加
强对汽轮发电机组的日常维护和保养，已经成为其主要的任务。

在正常的运行中，汽轮发电机组所存在的振动是不可避免的，但是一旦超过临界值，就会给设备造
成严重的影响。

下面将会对汽轮机组振动所产生的原因以及危害进行具体的分析
和介绍，并针对问题提出解决措施。

1、电厂汽轮机组振动故障的特点
1.1因转子质量不平衡所引发的机组振动故障特点分析
因转子质量不平衡问题而引发的离心力或者说激振力，应当是导致电厂汽轮
机组产生振动问题的最主要同时也是最根本原因。

在由此问题引发汽轮机组振动
的情况下，越高的转动速度所对应的离心力也就越大。

换句话说，在电厂汽轮机
组支承系统刚度指标维持恒定的状态下，机组正常运行所对应的振动幅度也会相
应提升，最终导致所表现出的振动有明显的同频特征。

1.2因轴系不对中所引发的机组振动故障特点分析
在电厂汽轮机组的运行过程中，因轴系不对中引发的振动现象的主要特点：
在相邻两轴安装于各自所对应轴承部件的条件下，两轴线所表现出的偏移程度以
及倾斜程度会引发机组振动问题。

从这一角度说，轴系不对中问题也正从某个侧
面反映了电厂汽轮机组在轴承坐标高和左右位置方面存在的偏差。

针对此种振动
故障，现阶段最常用的检查与诊断方法有：应用百分表对汽轮机组两半联轴器外
圆偏差以及开口偏差进行合理的测定与评估。

1.3因油膜振荡所引发的机组振动故障特点分析
在电厂汽轮机组转子失稳时，整个机组的振动会呈现出极为显著的不稳定状态。

在失稳问题比较严重的情况下，汽轮机组的振动幅度势必会显著提升。

在此
过程中，油膜振荡的形成过程可归纳为：在电厂汽轮机组失稳问题比较严重的情
况下，振动频率基本表现为转动速度１／２的数值。

即便在转动速度持续提升的
情况下，振动频率仍然基本维持在这一恒定数值状态。

这种振动的最显著特点为
低频振动，与之相对应的振动幅度相对较小。

在此基础之上，当电厂汽轮机组的
转动速度高于一阶临界转动速度２倍时，低频振动频率基本与一阶临界转动速度
相一致。

换句话来说，在共振因素的影响下，导致低频振动被放大，振动频率提升，最终演变成为油膜振动。

结合实践经验来看，一旦在电厂汽轮机组的运行过
程中出现油膜振荡问题，不断提升的转动速度会导致表现出共振的范围明显加宽。

此过程中，需要特别注意的一点是：在电厂汽轮机组产生振动的情况下，一般不
能像冲越临界转速的处理方法一样用提高转动速度的方式来实现冲越，而需要采
取防止发散的方式来排除油膜振动。

2、电厂汽轮机组振动问题原因分析
2.1中心不正导致出现的振动问题
中心不正的振动原因主要分为三点：第一点，在汽轮机开始启动运行时，如
果在前期未余留充分的时间完成暖机工作，那么整个机组的运行状况可能是加负
荷或是过快的升速，从而致使设备自身的调节系统出现卡壳问题或是不均匀的膨
胀状况，最终导致设备的气缸在膨胀状态下的运行受到限制，其内部转子出现歪
斜的情况，机组产生不科学的移位，最终振动问题产生；第二点，在对汽轮机组
进行全面的维修检查之后，未进行靠背轮的安装，使其与中心相偏离。

因此在汽
轮设备的运行中，将会产生极为严重的振动问题，且振动程度将会受到负荷量的
影响而逐渐加深；第三点，在对汽轮设备进行设计时对于设备的进气温度有相关
规定。

但是如果汽轮机组在违规状况下进行工作，将会使得其内部产生的胀差增大、汽缸变形。

如高压轴封的上抬就会使得整个汽轮机组的轴向发生一定程度上
的移动且超过所被允许的范围，振动问题自然产生。

转子质量不均匀转子质量不
均匀直接对系统产生影响，分为不同的类别，由于机组内转子出现弯曲的现象，
如果没有及时对弯曲情况进行调整，则会导致构件出现摩擦，工作和导向片之间
摩擦力大，如预留控制不足则可能造成汽轮叶片出现变形，隔板出现弯曲，振动
问题由此产生。

从振动性质方面可知，振动问题和质量不平等存在一致性，两者
之间的性质存在差异，针对轴向振动具体变化，要提前设定阻力，对振动幅度进
行评估。

根据电力轴承安装具体要求，如果存在严重的操作失误或者其他现象，
会出现明显振动问题，增加汽轮机运动障碍。

2.2轴系不对称
在电厂汽轮机组运行过程中，对轴系有严格的要求，为了避免出现严重的振
动现象，需要相邻的区间安装对应的部件，考虑到轴线以及设定要求，如果存在
侧面反映不均匀或者严重的偏差现象，要适当对位置进行调整。

针对此类振动故
障现象，要对汽轮机组两半联轴器外圆偏差以及开口偏差进行合理的测定与评估，结合实际情况进行调整。

2.3油膜振荡
在电厂汽轮机工作阶段，如果存在不稳定的现象，整个机组都会受到影响，
汽轮机组振动阶段，需要提前对幅度进行掌握，如果出现失去稳定性或者其他类
型的现象，要提前进行归纳和总结，对转动速度进行控制，以恒定值作为基础。

油膜振荡跟启动时顶轴油压不足和运行过程中润滑油存在杂质有关系。

轴承油膜
如果受到破坏，稳定性下降，进而产生振动，油膜受到影响后，汽轮机组运行构
件产生振动问题。

这种振动的显著特点为低频率振动，考虑到振动频率要求，需
要对对应的振动幅度进行调整，避免出现严重的振荡现象。

3、应对汽轮机异常振动的措施
如前所述，汽轮机组的异常振动影响是巨大的。

通过科学实验和现场观察分
析总结了如下应对汽轮机异常振动的措施。

(1)异常振动是汽轮发电机运转中缺陷，隐患的综合反映，是发生故障的信号。

新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。

振动超
标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正
常运行。

(2)监视措施。

汽轮机应当装设轴承振动测量装置和大轴振动测量装置，
用于监视机组的振动情况，当振动超过允许值时，应当发出声光报警信号，以提
醒运行人员注意，及时采取相应措施，以免造成事故。

加强振动监督，对振动监
测做到制度化、经常化，必须在机组振动突然增大达到规程规定值时，及时果断
地将机组停运，防止扩大损坏。

(3)利用传感器进行有效的保护。

汽轮机振动监视
和保护系统以及由其所组成的信号报警系统和保护控制系统，是保护汽轮机安全
运行的重要设备。

机组应装设振动保护装置，当振动超过极限值时，发出脉冲信
号去驱动保护控制电路，自动关闭主汽门，实行紧急停机，并通知工作人员，以
保护机组安全。

随着机组容量的增大，汽轮机安全监视和保护就显得更加重要，
同时对汽轮机的安全监视和保护装置动作的准确性和可靠性也提出了更高的要求。

4、结束语
汽轮机在运行过程中不仅要承受汽流的作用力和由叶片、叶轮本身离心力所
引起的应力，而且还承受着由温度差所引起的热应力等多种作用力，因此汽轮机
的振动在所难免。

要获得正确的振动故障诊断，首先要认识机组的振动特征规律，辅已搜集的振动数据和测试结果，进行仔细的分析和推理，才能对汽轮机的振动
故障作出明确的诊断。

参考文献
[1]陈可露.火电厂汽轮机异常振动原因及解决对策分析[J].中国新技术新产品，2016，12（15）：63~64.
[2]谢正军.电厂汽轮机轴承的典型故障分析及解决对策[J].科技风，2014（15）：36.
[3]修士文.电厂汽轮机轴承出现的问题与解决措施分析[J].科技创新与应用，2013，05（15）：126.。