汽轮机常见振动故障和诊断方法探析

汽轮机常见振动故障和诊断方法探析
故障诊断是汽轮机维护管理工作的重要内容之一，在生产实际当中，汽轮机是关键设备，但由于系统复杂，而且运行的环境特殊，因此汽轮机的故障效率非常高，并产生一定的危害性。

汽轮机的振动故障就是其中一种常见故障模式之一，本文将以汽轮机常见振动故障为研究主线，在分析故障问题的基础上，对如何采取诊断的方法，展开深入探讨。

标签：汽轮机；振动故障；诊断
1 汽轮机常见振动故障问题分析
汽轮机常见振动故障问题有4种类型，分别为滑销系统不畅导致振动、汽轮机叶片脱落导致振动、汽轮机前箱振动、轴向振动。

这几种振动故障对汽轮机的正常运行具有很大的负面影响，而且潜在某些危险性的因素，具体故障问题如下：
（1）滑销系统不畅导致振动。

某厂使用了容量25MW的高参数调整抽气背式汽轮机，在使用的时候，存在轴承振动偏高的问题，而且调节系统和盘车运行不稳定，后来更换了转子，启动后虽然振动情况稍缓，但过一段时间后振动故障又突然出现，现场维修人员发现是因为滑销系统不畅而导致振动故障。

（2）汽轮机叶片脱落。

汽轮机的末级叶片、次末级叶片脱落事故较为常见，其产生的迹象是汽轮机运行时振动骤然增大，机组基础振动异常，现场打闸停机，但由于汽轮机叶片脱落现场距离控制室距离较远，因此仅有振动探头显示振动增大。

（3）汽轮机前箱振动。

某厂使用了型号为C50-90/13-1的汽轮发电机，原装为单缸冲动一级，后来调整为抽气凝气式机组，但在运行的过程中，发现前箱振动厉害，利用水平振动频谱进行分析，发现七倍频所占比例最大。

（4）轴向振动。

某汽轮机厂使用了50MW的汽轮发电机，瓦轴振动过大，利用现场平衡法，将配重块安装在联袂节处，将原来20mm/s的振动频率，减至14mm/s，但不能够彻底消除轴向振动。

2 汽轮机常见振动故障诊断方法
鉴于上文提到的汽轮机几种常见振动故障问题，笔者结合现场的检修工作情况，对这几种振动故障问题进行诊断，并总结出以下几种方法：
2.1 滑销系统不畅导致振动诊断
现场拆开汽轮机，发现前轴承箱的支承和底部滑轮系统都存在异常现象，机组运行工程中，热量产生膨胀作用，引起前轴承水平扬度的变化，此时汽轮机的
高速转动，所产生的非线性挠动力，会将油膜产生的交变应力传递到乌金，而且随着交变应力的增大，乌金表面会逐渐产生疲劳裂纹，并逐渐扩大贯通，使得前轴承箱缸体膨胀卡涩，最终引起转子变形，因此上文提到的更换转子，只能够暂时缓解这种振动故障现象。

问题的真正根源在于机组设计方面，需要联合解决机体变形、机座松动、机构薄弱、基础共振等问题。

2.2 汽轮机叶片脱落故障诊断
利用频谱对比分析汽轮机叶片脱落前和脱落后振动情况，发现在叶片脱落之前，次末级的振动频率呈上升状态，经检查，发现叶片上方已经产生裂纹，由此可以判断次末级叶片已开始损坏，而叶片脱落之后，倍频快速上升，尤其是高位频，经分析，认为末几级叶片振动频率异常，立即将50MW的运行负荷，减少到30MW，此时频率振值下跌，而且发现末级加强筋发生断裂。

笔者认为在机组设计和制造的过程中，应该加强末四级叶片的质量，通过机组图谱分析，找出脱落的高倍频率，以便提前发现机组故障问题，从根源上予以解排除。

2.3 汽轮机前箱振动故障诊断
由于七倍频所占比例绝对，笔者深入检查了某个转动部件的特征频率，并结合汽轮机的相关资料，发现主轴泵有7片叶片，初步估计主油泵位置存在故障。

检修小组将主油泵拆开检查，发现主油泵的出口位置没有扣紧倒流蜗壳，而且与后油封座结合的位置，已经开始生锈，使得导流蜗壳松动。

笔者用密封胶将导流蜗壳、前油封座、后油封座固定，发现机组前箱的振动情况明显减少，尤其是七倍频，说明故障问题已经排除。

2.4 轴向振动故障诊断
汽轮机的瓦轴向振动频率50Hz，属于普通型的强迫振动，诊断的结果发现轴承座动刚度偏低，而且激振力太大。

为了确认检修方向，笔者重点检查了瓦轴承座，发现球面垫铁接触不好、轴承紧力不足、地脚螺栓松动、轴承座垫片不合理，成为该故障问题的症结点，认为在出现轴向振动故障的时候，不能够单纯依靠现场动平衡的方法解决，需要更换球面垫铁，确保垫铁接触良好，并紧固轴承和地脚螺栓，以及更换轴承座垫片等。

3 結束语
综上所述，汽轮机运行环境特殊，经常出现振动故障问题。

汽轮机常见振动故障问题有4种类型，分别为滑销系统不畅导致振动、汽轮机叶片脱落导致振动、汽轮机前箱振动、轴向振动。

这几种振动故障对汽轮机的正常运行具有很大的负面影响，而且潜在某些危险性的因素。

为此，笔者结合现场的检修工作情况，对这几种振动故障问题进行诊断，找出故障的原因，并提出故障排除的方法。

参考文献
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