电厂汽轮机组振动问题分析与解决措施研究

电厂汽轮机组振动问题分析与解决措施研究

发表时间：2019-03-19T10:28:46.817Z 来源：《电力设备》2018年第28期作者：黎强

[导读] 摘要：文章以本电厂中的汽轮机组为例，介绍其基本结构和特点以及运行中容易出现的故障类型，并对常见故障的原因进行分析，并在此基础上对相应的解决措施进行研究，以供参考。

(国电兰州热电有限公司甘肃省兰州市 730020)

摘要：文章以本电厂中的汽轮机组为例，介绍其基本结构和特点以及运行中容易出现的故障类型，并对常见故障的原因进行分析，并在此基础上对相应的解决措施进行研究，以供参考。

关键词：电厂；汽轮机组；振动；解决措施

1引言

目前随着我国经济的发展以及工业化进程的不断加快，电能在人们的生产和生活中的作用越来越重要，而且对电能的需求量不断增加，对电力供应质量的要求也越来越高。汽轮机组在电厂发电系统中占据重要地位，其在运行过程中最常见的故障就是振动故障，而且汽轮机组中其他部件或者其他故障类型也常通过振动异常的形式进行表现，所以可以通过对振动问题的研究来对汽轮机组的其他故障进行分析和应对策略的制定，对确保电厂汽轮机组运行稳定，并确保电力系统的供电质量具有重要作用。

2汽轮机主要设备结构和特点

装设2×350MW水-氢-氢冷却方式的汽轮发电机组，本汽轮机组型式为超临界、一次中间再热、双缸双排汽、单抽、直接空冷凝汽式汽轮机。采用先进的设计理念进行了全新设计：通流结构介于反动式与冲动式透平之间，级数少，效率高；整锻转子高压通流反向布置，中压通流正向布置，低压通流为对称布置，轴向推力自平衡；通流部分轴向间隙大，径向间隙小，具有较好的热负荷适应性；采用数字式电液调节（DEH）系统，自动化程度高。全部动叶自带围带整圈联接；高压缸压力级叶片为倒T型叶根，中、低压采用枞树型叶根，整机在可靠性及经济性方面均有进一步的提高。机组能在冷态、温态、热态和极热态等不同工况下启动。

3电厂汽轮机组振动问题的原因分析

3.1电厂汽轮机组的振动问题

一是电厂汽轮机组中的转子由于存在不平衡的问题而导致出现异常的离心力和激振力，从而导致汽轮机组在运行过程中出现振动问题。主要表现为振动故障的特征会随着转子转速的增加而更加激烈和严重，即随着转子转速的增加，所产生的离心力也就越大，其所导致的振动幅度也就会随之提高，所以会导致振动故障表现出明显的同频特征。二是由轴系不对中而引发的振动故障。此种振动故障主要表现为轴系不对中会导致安装在相邻对应轴承部件中两个轴线出现较为严重的偏移程度和倾斜程度，而且由于上述偏移和倾斜而在转动过程中导致汽轮机组出现振动加剧的现象。通常会使用百分表对汽轮机组的两个联轴器外圆偏差以及开口偏差进行合理的测定和评估。三是由于油膜振荡而引起的振动故障，主要表现为以下特点：在随着汽轮机组失稳性不断增加而振动幅度增加的过程中，此原因引起的振动故障则会表现出其振动频率为转速的一半左右，而且随着转动速度的增加，振动频率也基本保持不变，而且其振动频率的大小较低，所以对应的振幅也较小。但是当油膜振荡问题发生时，随着转速的增加会导致其发生共振的频率范围逐渐增加，也就导致容易出现共振现象，所以在对此故障进行处理时不应采用提高转速的方式进行冲越，而应选在防止发散的方法进行此故障的排除。

3.2电厂汽轮机组振动问题的原因分析

在分析了不同原因而引起的电厂汽轮机组振动问题的特点之后，就可以得出引发电厂汽轮机组出现振动异常问题的原因主要有以下几点：一是由于中心不正的原因。引起此问题的原因则主要是由于机组启动前后的参数变化过大、转子出现歪斜以及机组出现不合理的偏移、违规操作造成的转子膨胀不均匀而导致出现的中心不正的问题。二是由于转子质量不均匀的原因，这主要是由于转子出现弯曲或变形而导致工作和导向片之间存在较大的摩擦力，如果预留的控制不足就会出现隔板弯曲并引发振动问题。三是油膜振荡的原因。其主要是由于在机组启动的过程中顶轴的油压不足或者在运行过程中润滑油中存在杂质等原因引起的。此外，汽轮机组运行中出现真空度下降、汽轮机组运行中的进汽温度高于设计范围、以及汽轮机组启动过程中的暖机时间不足、升速过快或负荷过大等原因都是引起汽轮机组振动的原因之一。

4解决电厂汽轮机组振动问题的对策

4.1采取技术改造的策略

对电厂汽轮机组进行技术改造来解决其振动故障主要是在分析引起振动故障不同原因的基础上，振动不对中的原因采取相应的技术改造措施。针对中心不正的原因，如果是由于转子热弯曲导致的，就需要对转子进行及时检修或更换。对于转子质量不均衡的问题，则需要对转子进行更换或补焊，然后对其平衡状态进行检查和校正。对于汽流激振引起的振动，则需要在掌握振动数据以及负荷数据的基础上，尽量通过降低负荷变化率以及对汽流激振的负荷范围进行避让的措施来避免汽流激振的产生。对于轴系不对称的问题，也需要对引发此问题的部件进行更换来避免出现摩擦振动的问题。对于油膜震荡引起的振动故障，则需要增加轴瓦比压、减少轴瓦顶部间隙和增大上轴瓦的轴承合金的宽度、减少轴颈与轴瓦之间的接触角度。

4.2加强对汽轮机组运行及其部件的监督和检查

对汽轮机组的检查需要在汽轮机组的安装过程中就应检查和保证汽轮机组所用设备及其构件的自身质量，以及监督其安装过程，并对安装完成之后进行相应的轴承振动测量等检测工作，并可以在机组运行过程中，实时对机组振动情况进行检测，采用目前比较先进的在线检测措施，发现异常问题就及时报警并进行检查和处理，最大限度地降低事故发生概率。并且在日常的检修和维护过程中，经过对机组和设备的全面检查和维护对其各类故障进行评估和分析，如果振动特征超标则应停止运行并对原因进行检查。

4.3加强对汽轮机组的监视和保护

在汽轮机组中安装相应的轴承振动测量设备和大轴振动测量设备，在汽轮机的各个运行时段对其振动情况进行监视，而且设置相应的振动保护装置，一旦监测出相应的振动参数超出预定限值就会发出报警信号，并通过脉冲信号来实现保护控制电路的驱动，确保主汽门自动闭合来确保汽轮机组的安全性。

5结语

汽轮机组是电厂中最重要的部分，其最常见的故障类型就是振动故障，且此故障类型也是其他不同故障类型的表现形式，所以在研究