火力发电厂汽轮机振动异常分析及故障处理对策研究

火力发电厂汽轮机振动异常分析及故障处理对策研究

发表时间：2018-04-13T15:32:21.450Z 来源：《电力设备》2017年第31期作者：赵云雷[导读] 摘要：介绍火电厂汽轮机的重要性以及汽轮机故障检测技术的现状，分析引起汽轮机振动故障的原因，并针对这些原因提出针对性的故障处理对策和故障处理时需要注意的问题。

（大唐彬长发电有限责任公司咸阳 712000）摘要：介绍火电厂汽轮机的重要性以及汽轮机故障检测技术的现状，分析引起汽轮机振动故障的原因，并针对这些原因提出针对性的故障处理对策和故障处理时需要注意的问题。

关键词：火电厂；汽轮机振动；故障处理 1引言

虽然近年来由于资源紧缺和环境恶化等问题的加剧，世界各国都在大力开发和利用风能、水能、太阳能等清洁型能源进行发电，但是火力发电仍然是我国主要的发电形式，其发电量占我国总发电量的70%以上。在火力发电厂中，汽轮机是发电机组中重要设备之一，是将蒸汽能力转换为机械功的往复式动力机械，是火力发电厂的动力来源，其运行的稳定性直接关系着发电厂的发电效率。但是由于其运行环境较为恶劣，且结构较为复杂，运行过程中不可避免会出现各种故障，所以汽轮机的日常维护和故障处理成为火电厂日常管理中的重点。 2对火力发电厂汽轮机振动检测技术的分析电厂汽轮机主要由主轴、叶轮、动叶片和联轴器等转动部分和汽缸、隔板、静叶栅、汽封等静止部分组成。其不同的部位在发生故障之前都会出现相应的预兆，而对于机械设备来说，出现故障之前的预兆中，最常见的就是振动和噪音等，这也是传统的汽轮机故障检测技术常采用的检测手段，就是通过对汽轮机运行过程中异常振动和声音的监测来对汽轮机的故障进行检测。而目前现代化的检测技术则可以实现对汽轮机异常振动和噪音等参数的实时监测来掌握其运行状态及参数变化情况，通过异常参数的变化可以对故障隐患进行诊断和预测，从而采取针对性的措施进行处理和预防，可以有效避免故障的发生，降低汽轮机的故障概率，提高汽轮机运行的稳定性，并大大减少汽轮机的维修管理费用，降低检修人员的工作强度，并延长汽轮机的使用寿命[1]。 3火力发电厂汽轮机振动异常原因 3.1油膜振荡原因

当汽轮机的转子在油膜上进行旋转时，其旋转过程的稳定性与轴线、平衡点涡动有着较大的关系，此时如果速度较快而影响其稳定性，就会发生油膜振荡的问题。轴线在涡轮频率上约为转子转速的一半，又被成为半速涡动，当出现转速重合的问题时，半速涡动带来的影响会被不断放大，导致油膜振荡的现象更为严重，从而导致汽轮机振动加剧的问题。

3.2气流激振原因

气流激振一是在汽轮机组的叶片受到不均衡的气流冲击力时产生的，此种原因引起的气流激振容易发生在高压或再热中压的转子端；二是对于末级较长的大型机组来说，如果其叶片膨胀末端的气流发生紊乱，也会引起汽轮机中出现气流激振的问题，从而导致汽轮机发生振动。影响气流激振的因素主要有较大量值的低频分量和振动的增大受负荷，这也是气流激振的明显标志。对此种原因引起的汽轮机振动问题，可以采用长时间的机组振动记录数据分析并绘制曲线的方法进行分析，观察曲线的变化规律来进行总结和故障原因判断，并便于日后的研究和故障诊断与分析所用。此种原因可以通过降低变速率的方法来进行预防[2]。

3.3转子热变形原因

汽轮机运行中气流参数、转子温度的变化和外应力等因素容易引起转子热变形的发生，此时转子的振幅会呈几何倍数增长的趋势，并产生较大的离心力，从而使转子失去平衡而出现振动故障问题。其中引起转子温度变化的因素主要有汽轮机密封不严而水分进入的原因，或者是由于长时间的动态和静态摩擦而产生的热量，亦或者是转子中心孔中深入较多的润滑油等因素。

3.4摩擦振动原因

摩擦振动发生时汽轮机会出现以下特征：一是在转子发生热变形时，其弯曲和变形后会产生不平衡力，而此时的振动信号仍然是以工频为主频；二是摩擦振动时具有波动特性的幅值和相位，且波动的持续时间较长，而在摩擦较为严重时会时振动的振幅急剧增大而使幅值和相位停止波动；三是当汽轮机的降速超过临界状态时，其振动现象要比正常升速时的振动要大很多，且在转子停止转动之后会出现大轴晃度明显增加的现象。 4火力发电厂汽轮机振动异常故障的解决对策及注意事项 4.1汽轮机振动异常的解决对策

针对油膜振荡引起的汽轮机振动问题，可以采用提高轴瓦比压、缩小轴颈和轴瓦之间的接触角等方法进行消除，也可以降低润滑油的动力黏连度，并将处于不平衡位置上的转子调整至平衡状态上；对于气流激振引起的汽轮机振动问题，此问题通常在短时间之内无法消除，需要经过长时间的数据调查和分析之后，通过图标的形式将汽轮机运行状态表现出来，并经过观察和分析其故障规律来寻找相应的解决措施；而对于转子热变形而引起的汽轮机振动故障，则需要进行转子的更换，并由检修人员定期检查转子的变形和平衡情况，及时对转子进行维修和更换。

4.2汽轮机振动故障处理时的注意事项

在汽轮机发生振动故障时，由于导致汽轮机振动的因素较为复杂，需要首先对故障原因进行一一排查，对故障部位和故障零部件进行详细检查，在对故障原因进行准确判断之后再进行故障部位和零部件的拆卸和更换。此外，应注意加强对检修人员专业技能的培训，提高检修人员的专业技能和职责意识，提高对汽轮机故障排除重要性的认识，不断学习和提高自己的专业水平，及时快速的排除汽轮机的振动故障，提高汽轮机设备的维修水平，降低汽轮机振动故障的概率，延长其使用寿命并提高其运行的稳定性。 5结语

火力发电厂是我国主要的发电形式，其汽轮机运行状态的好坏直接影响发电机组的运行效率和发电企业的生产安全，引起汽轮机振动故障的原因主要有油膜振荡、气流激振、转子热变形和摩擦等因素，需要针对不同的因素采取相应的对策，不仅要在故障发生时能进行及时有效的故障诊断和处理，而且能够不断分析和总结汽轮机组的振动故障排除技巧，提早发现汽轮机组运行中的振动故障隐患，确保火电厂的正常运行。

参考文献：

[1] 徐誉玮.火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断[J].现代制造技术与装备，2017（7）：119-120.

[2] 李振宇.火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断[J].电子测试，2013（6x）：243-244.