汽轮机异常振动的分析和治理

汽轮机异常振动的分析和治理
摘要：汽轮机组的多发、常见故障之中，汽轮机出现异常振动是较为多发、复杂、难以确定的故障之一，如果不及时加以有效的排除，則会引起整个发电机组
的安全、稳定性。

因此，有效分析、排除汽轮机异常振动则成为我们日常对汽轮
机组保养与维护的工作重点。

关键词：汽轮机；异常振动；分析；排除
在电力企业装机容量不断增大以及进行技术改造来满足人们对于电能需求的
同时，针对电力企业发电系统中影响发电机组稳定运行的因素也进行了研究，针
对发电系统中容易出现的故障及其原因进行研究和分析，寻找提高发电机组运行
稳定性的措施。

1汽轮机异常振动原因分析
汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。

由于其运行时间长、关键部
位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。

汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。

由于机组的振动往
往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的
原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质等等。

因此，针对汽轮机异常振动原因
的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。

1.1汽流激振现象造成的异常振动
当大型汽轮机在运行过程中出现异常振动问题时，首先应当分析是否是由汽
流激振造成的故障问题。

由于大型汽轮机的末级较长，当汽轮机在运行时极易出
现叶片膨胀造成汽流流道紊乱的情况，从而造成汽流激振现象。

汽流激振现象具
有两个较为明显的特征：第一，当汽轮机出现汽流激振现象会出现较大值的低频
分量；第二，运行参数会突然增大影响汽轮机的振动情况。

在判断汽轮机是否出
现汽流激振现象时，需要通过大量汽轮机振动记录信息进行判断，通过对汽轮机
长时间的振动数据进行分析，可以有效判断汽轮机的汽流激振现象。

1.2转子热变形造成的异常振动
汽轮机在运行过程中会出现转子热变形造成的异常振动情况，需要工作人员
对转子热变形的成因进行分析，尽可能避免汽轮机的异常振动情况。

造成汽轮机
转子热变形的原因有很多，主要原因包括：汽轮机运行引发转子热度过热、汽轮
机气缸出现进水情况、气缸中进入冷空气与气缸造成摩擦、汽轮机中心孔进油、
汽轮机发电机转子冷却温度出现差异，以上原因均能造成汽轮机转子热变形情况
的发生。

当转子由于温度过热出现变形问题时，会直接造成汽轮机的异常振动，
由于转子热变形情况可能是临时危害，也可能是永久危害，需要工作人员对转子
热变形的危害情况进行判断，避免转子热变形对汽轮机的正常运行造成过于严重
的影响。

1.3摩擦造成的异常振动
汽轮机由于长时间运行，对各个零部件均会造成不同程度的摩擦损伤，当零
部件的摩擦损害过于严重时，则会造成汽轮机的异常振动问题。

汽轮机摩擦出现
异常振动的特征如下：第一，转子热变形会对汽轮机造成不平衡力，使汽轮机的
振动信号受到影响，会出现少量分频、倍频以及高频分量等现象；第二，当汽轮
机发生摩擦时，汽轮机的振动会出现波动，波动的持续时间较长。

而汽轮机摩擦
过于严重时，汽轮机的振动幅度会大幅增加；第三，汽轮机在延缓运行过程中，
下降速度超过临界点时，汽轮机的振动幅度会增大。

当汽轮机停止转动后，汽轮
机的测量轴会出现明显晃动。

简而言之，汽轮机由于摩擦出现异常振动是由于摩
擦致使汽轮机温度升高，局部温度过热造成转子热变形，产生不平衡力造成的异
常振动。

1.4汽轮机运行检修与保养问题
根据火电厂的检修计划需要在汽轮机运行过程中定期进行检修，而且一旦汽
轮机中的某个部位发生故障也需要进行故障处理，根据检修计划还需要对汽轮机
的日常运行情况进行巡检，并对需要日常清理和维护保养的部位进行相应的处理。

但是在检修的过程中，由于检修人员责任意识不强，没有严格按照操作规范进行
检修，容易导致故障隐患的存在，而且如果日常的检修与维护保养的工艺和技术
不够合理，也容易导致在故障排除的同时埋有其他的故障隐患，且容易被忽略。

比如在对汽轮机检修的过程中，如果没有对其排气管的温度进行有效控制，就容
易造成轴承温度过高而造成振动故障。

而且轴承在旋转过程中如果润滑油形成油
膜就会影响汽轮机转子运行的稳定性，也会引发振动故障。

2汽轮机本体诊断方法及检修举措
2.1提高汽轮机及其零部件的设计与加工水平
我国的汽轮机及其相关零部件的研究部门，应将研究重点向汽轮机运行中的
关键部件以及精密部件转移，提高精密零部件的加工水平，确保其加工精度满足
设计要求，不仅可以有效降低振动故障的概率，而且全面提高我国的汽轮机生产
加工整体水平，推动我国汽轮机设计与制造的国产化，从而降低了中国电力公司
蒸汽轮机的成本投入，提高了电力公司的经济效益。

2.2提高汽轮机组安装施工人员的专业水平
对于汽轮机组的安装施工单位来说，应加强对施工人员的专业技能培训，培
养一支具有较高专业水平和综合素质的施工团队，而且提高技术人员的专业理论
知识水平以及与施工现场相结合的实践能力，提高安装施工工艺的合理性和科学性。

对于施工现场监理人员以及电力企业的相关技术监督人员来说，应对汽轮机
组的安装施工全过程进行质量控制，从汽轮机及其零部件的质量、施工人员的专
业技能水平、安装施工环境、安装施工方案的合理性和优化、安装施工工艺的选择、安装过程的管理等方面进行质量控制，从根本上排除汽轮机运行中故障问题
的发生。

2.3汽轮机运行及调整中的振动故障处理
针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间（一年以上）记录
每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线
变化情况。

简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化
率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式避免汽流激振。

在汽轮机运行中出现油膜震荡问题时所需要采用的故障处理措施主要有以下
几点：首先就是对轴瓦比压进行增加；其次就是减小轴承垫的顶部间隙或增加上
轴承合金的宽度；再次就是对轴颈和轴瓦的接触角进行减小；最后就是润滑油动
力粘度降低，就是油温提高或者是对具有较小粘度的润滑油的选择。

此外还可以
降低转子原有不平衡分量，采用的方法就是平衡的方法。

2.4提高电厂检修与维护人员的综合素质
对于电厂的汽轮机检修与维护保养人员来说，应加强对其进行汽轮机振动故
障危害性的教育，提高其对汽轮机振动故障危害的认识，提高对汽轮机运行作用
的重视，而且定期组织相关的安全教育和实际案例分析，不断学习本行业以及其
他相关企业中的先进技术和检修与维护方法，加强工作人员之间的技术交流与沟
通，全面提高工作人员的责任意识和综合素质，避免由于工作人员的专业水平较低或工作失误而引起的汽轮机振动问题。

3结语
降低汽轮机出现故障的概率是确保火电厂能够正常运行的基本保障，而检修人员对故障与零部件的了解情况直接关乎检修工作的效率与质量。

所以检修人员具有的专业知识、技能与经验在火电厂运行的过程中发挥着重要的作用，对此，应加强其专业知识的培养，以便于在短时间将故障找出并排除，确保汽轮机的正常运转，令其应用效率得到提升，从而推进我国电力发展。

参考文献：
[1]曹杰，陈超.汽轮机振动大原因分析及处理.科技展望，2016，26.8.59.
[2]刘万合.论汽轮机异常振动的分析与排除.赤子（中旬），2014.14.176-177.。