汽轮机振动故障检测与诊断研究

汽轮机振动故障检测与诊断研究

发表时间：2018-10-14T10:24:07.813Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：夏海龙包云鹏

[导读] 摘要：汽轮机机组的振动对整体设备的运行是非常不利的，会对整体系统产生重要的破坏作用。

(内蒙古白音华满都拉铝电有限公司内蒙 026200;霍煤鸿骏铝电有限责任公司电力分公司内蒙霍林郭勒市 029200) 摘要：汽轮机机组的振动对整体设备的运行是非常不利的，会对整体系统产生重要的破坏作用。所以有关工作人员应该将更多的注意力放在汽轮机组的运行上，通过相关信号的接收控制，实现对应信号的检测，这对于目前的汽轮机机组振动数据监控是非常重要的。此外工作人员还应该结合异常振动的状况，采取科学合理的方式进行充分的数据分析，及时把握机组的运行情况。

关键词：汽轮机；振动故障；诊断

引言

在汽轮机组日常运行的过程中，出现震动现象是不可避免的，然而，由于运行人员的不规范操作以及设备老化等原因的影响，原本规律的震动呈现出异常现象，进而造成异常振动，影响汽轮机的正常运行。运行人员应注意汽轮机的日常维护保养工作，及时发现汽轮机的故障原因及所属类型，并及时进行故障排除，保证汽轮机组工作的稳定性。

1汽轮机的概述

所谓汽轮机，又称之为蒸汽机，是一种将蒸汽的能量转化为机械功的动力装置也是蒸汽动力装置中最为重要的组成部分，在实际应用中，主要将其当做发电所用的原动机，也运用于发电机组上，尤其是在各种泵的驱动以及风机、压缩机，以及透白螺旋浆等，以蒸汽参数可以将汽轮机分为六个等级，低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、超高压汽轮机、亚临界压力汽轮机以及超临界压力汽轮机。诸如此类原动机有着极为广泛的应用，在大机组长周期运行设备中尤为明显。

1.1结构部件及配套设备

凝气设备主要由，凝汽器、循环水泵、凝结水泵以及抽气器组成，汽轮机排气进入凝汽器，然后在循环水的作用下，凝结为水，然后由凝结水泵抽出，经过热器加热后，将水送回锅炉。在进行汽轮机的使用时，往往应该注意到其主要的配套设备。汽轮机主要由轮转部位和主要的联动区域构成，其他部分是静止的，涵盖隔板、进汽部分等。因为汽轮机在使用时需要在较高的温度下，因此该设备属于高精密度要求的机械设备，同时需要与不同的加热器设备相结合，共同构成相对稳定的结构部件。

1.2汽轮机的特点

同以往的蒸汽机相比，汽轮机在机械生产中具有更多的优势。结合机械汽轮机的运用来提升整体设备的功耗，对单位面积热能的转化有着很大的帮助。因此汽轮机能够在功率的提升方面甩开蒸汽机很大一部分。就汽轮机的运用进行分析，从整体上带动汽轮机运作环境温度的提升，能够在很大程度上提高热转化的效率。从汽轮机出现以来，越来越多的工作人员开始将汽轮机的运作放在机械生产的首要位置。伴随着科学技术手段的提高，汽轮机已经广泛应用到社会生产中。

2汽轮机振动故障检测与诊断分析的目的

在当前快节奏的生产中，企业已经不能够承担因机组停工而造成的损失，因此，必须具有一套快速诊断方案，从而保证机组的运转。而汽轮机组振动故障相对于其他故障来讲，可以更快地通过先进技术手段来进行判断和定位，也更容易被管理者和使用者所获悉。所以，在检修技术发展的同时，加快对汽轮机组振动故障快速诊断与分析技术的探索，具有极为重要的战略意义。汽轮发电机组振动异常是运行中最常见的故障之一，汽轮机组振动过大将使汽轮机转动部件如叶片、叶轮等应力超过允许值而损坏，振动严重时，可能导致自动保护器误动作而发生停机事故以及轴承座松动、基础甚至厂房建筑物的共振损坏等。因此，必须使机组的振动程度保持在规定的允许范围内。 3汽轮机发生振动的原因

3.1低压缸动静碰磨引起的振动

低压缸的问题也是导致轴承异常振动的主要因素，在低压缸的检测中发现，低压缸的动静碰磨问题是导致低压缸的蒸汽参数过低的直接原因，具体原因如下：①低压缸的汽封径向之间存在的间隙过小。②汽轮机的低压轴封出现了进水现象。③随着排气温度过低，导致汽轮机低压缸内部的真空情况过高，使得非落地的轴承标高出现变化，造成轴承受力不均匀，发生严重摩擦。

3.2转子质量不平衡

在汽轮机运行中，其转子具有较高的旋转速度，如果旋转中心没有和转子质心重合，那么转子的不平衡就会让离心力产生，就会让轴承激烈振动，进而导致汽轮机振动。产生这种现象的主要原因为热不平衡、转子弯曲、转子结垢或是部件脱落松动。以热弯曲为例，其主要特征是随着使用时间的延长，基频振动会产生变化，工频振幅值会加大，相位会产生变化，而在变化趋势减缓之后，其状态会趋于稳定，热弯曲产生的主要原因是生产制造时使用材料的热应力，同时，气缸进水、动静部位摩擦等运行也会让其产生热弯曲。

3.3转子裂纹

在汽轮机中，转子裂纹不仅仅会让汽轮机产生振动，还有可能发生恶性事故，造成转子裂纹的原因主要为热应力影响、应力集中和转子腐蚀。其裂纹表现形式为螺旋裂纹、纵向裂纹、横向对称裂纹和周向裂纹，其中周向裂纹的产生较为常见。

3.4转子中心孔进油

如果转子大轴端部堵头没有被拧紧，那么在汽轮机运转之后，润滑液可能会因为中心孔压差而渗入孔中，同样，如果在工作完成后没有将中心孔的油进行仔细清理，也可能会让转子中心孔进油，进而产生振动。在中心孔内，液体具有豁性剪切力，会让作用在液体上的离心力产生超前角，离心力会分解出切向力，方向和涡动方向相同，在转子地临界转速低于转速时，涡动力可能会让次同步失稳现象产生，进而使得振动产生并加大。

4振动故障解决措施

4.1机组运行中产生的振动

在汽轮机机组的运作中，如果振动过于频繁，就应该人为对汽轮机进行调节，结合蒸汽参数、气缸温度等数据进行有效控制，找到适合汽轮机机组设备运行的情况后，采取适当的方式进行处理。在汽轮机的正常运行时，结合启动速度进行控制，可以明显发现通气流的部分产生摩擦，工作人员应该及时进行停机检测，如果仅仅是振动声音偏大，就可以采取转速调节的方式实现设备的调节，给汽轮机的正常运作提供必要的帮助。如果振动不能够正常消除，那么就应该在该转速下维持部分时间，再将其运行转速提高，就会在很大程度上提升汽