簡析火電廠汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因及處理方法

董浩然

摘 要：眾所周知，人們?nèi)粘Ｉ钏桦娔芏际怯苫痣姀S提供，為其正常用電提供保障。為此，火電廠需要重視電氣設(shè)備檢測與維修工作。其中，火電廠汽輪機(jī)在火電廠中占據(jù)重要位置，屬于關(guān)鍵性電氣設(shè)備，而汽輪機(jī)運(yùn)行的正常性也同樣與電能供應(yīng)實(shí)際情況關(guān)系緊密。文章對火電廠汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因研究的重要性進(jìn)行了闡述，并對火電廠汽輪機(jī)工作的原理予以分析，指出判斷汽輪機(jī)異常振動(dòng)的方法，探討汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因并采取相應(yīng)的處理措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：火電廠汽輪機(jī)；異常振動(dòng)；原因；處理方法

中圖分類號(hào)：TK263 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）32-0114-02

火力發(fā)電是電力產(chǎn)業(yè)中發(fā)展速度最快的一部分，同時(shí)也是為人們?nèi)粘Ｉ钐峁╇娔艿闹匾獊碓?，為此，火電廠維修工作應(yīng)將重點(diǎn)放在定期檢測并維修發(fā)電設(shè)備方面。要想保證發(fā)電機(jī)運(yùn)營正常，那么就必須要對汽輪機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格檢修。在火電廠汽輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行方面，會(huì)受到諸多因素影響，汽輪機(jī)異常振動(dòng)是其中影響程度最大的，嚴(yán)重影響了汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性。一旦汽輪機(jī)振動(dòng)出現(xiàn)異常表示發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)存有安全隱患，應(yīng)及時(shí)修理。

1 汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因研究的重要性

在火電廠發(fā)電機(jī)組中，汽輪機(jī)組發(fā)揮著重要性作用，同樣也承擔(dān)了火力發(fā)電工作的重點(diǎn)。而在長期運(yùn)行過程中，汽輪機(jī)組的關(guān)鍵運(yùn)行零部位也會(huì)因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)間過長而出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，導(dǎo)致故障諸多，對發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行帶來了負(fù)面影響。

其中，汽輪機(jī)組振動(dòng)的異常性是眾多故障中最為復(fù)雜的一種。而導(dǎo)致這種故障出現(xiàn)的原因有很多，機(jī)體當(dāng)中任意設(shè)備或媒介都很容易成為影響汽輪機(jī)組振動(dòng)異常的原因。

為此，要想解決這一問題，就需要對汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因進(jìn)行研究。

2 關(guān)于火電廠汽輪機(jī)工作原理的闡述

為短時(shí)間內(nèi)檢測汽輪機(jī)組的故障，應(yīng)當(dāng)深入了解汽輪機(jī)的工作原理，進(jìn)而采取措施及時(shí)排除。

其中，汽輪機(jī)的盤車裝置工作原理相對復(fù)雜，以電機(jī)帶動(dòng)鏈條進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，而后在各個(gè)齒輪的配合之下做出傳力運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而將動(dòng)力傳動(dòng)至汽輪機(jī)的大軸盤車，使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。在此過程中，使蒸汽能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)械就是原動(dòng)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)不同性質(zhì)能量的轉(zhuǎn)化，而主要的轉(zhuǎn)換方式就是旋轉(zhuǎn)。

通常，汽輪機(jī)的工作環(huán)境就是高溫高壓且高轉(zhuǎn)速，組成的零部件十分復(fù)雜，主要包括了軸承、轉(zhuǎn)子、汽缸和轉(zhuǎn)軸器。而汽輪機(jī)工作原理概括來講就是通過物體在作用力之下做功，有沖動(dòng)力和反作用力。

前者主要是物體在沖擊力的作用下轉(zhuǎn)變速度而做機(jī)械功，后者是在反作用力的影響之下變換運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而做功。

3 判斷汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障的具體方法

汽輪機(jī)是火電廠中具有代表性的機(jī)械設(shè)備，諸多因素都會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)異常振動(dòng)，具體的表現(xiàn)種類也不少，特別是瓦蓋振動(dòng)與軸振的異常變化等等。如果汽輪機(jī)有異常振動(dòng)的情況，為及時(shí)并準(zhǔn)確找出故障的原因，應(yīng)當(dāng)通過振動(dòng)穩(wěn)定性、頻率、相位的變化及鄰近軸承相位等多個(gè)方面對故障進(jìn)行查找。在判斷汽輪機(jī)異常振動(dòng)穩(wěn)定性方面，需要通過負(fù)荷、轉(zhuǎn)速等多方面變化來保證判斷的準(zhǔn)確性。在判斷汽輪機(jī)振動(dòng)相位變化方面，主要的任務(wù)就是檢查振動(dòng)相位是否發(fā)生變化，而臨近軸承的相位管理就是軸承相位的相同或者是反相情況。

導(dǎo)致汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障的因素不僅有硬件設(shè)備的問題，同樣也會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)的缺陷而產(chǎn)生故障。如果汽輪機(jī)存在設(shè)計(jì)缺陷而不能更換，那么工作人員則需要熟知故障點(diǎn)，只要異常振動(dòng)問題出現(xiàn)，就需要對隱患故障點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)檢查，對異常振動(dòng)故障進(jìn)行準(zhǔn)確地判斷。如果同設(shè)計(jì)缺陷有關(guān)系，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取措施處理，如果沒有關(guān)系則應(yīng)當(dāng)根據(jù)上述闡述的重點(diǎn)方向進(jìn)行故障排查，以采取有效的措施解決。

4 汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因與處理方法解構(gòu)

汽輪機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中，導(dǎo)致其出現(xiàn)異常振動(dòng)的原因很多，要想更深入地掌握并及時(shí)排除火電廠汽輪機(jī)異常振動(dòng)的故障，文章將對汽輪機(jī)典型的異常振動(dòng)原因展開分析，采取具有針對性的措施，為汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障的處理提供有力的理論支持。

4.1 轉(zhuǎn)子不平衡問題

對于汽輪機(jī)組而言，轉(zhuǎn)子的作用十分關(guān)鍵，能夠直接影響汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。而在實(shí)際的工作中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)形成離心力作用，一旦其未處于平衡狀態(tài)，就會(huì)導(dǎo)致離心力過大而出現(xiàn)異常振動(dòng)故障。針對這種異常振動(dòng)的故障，應(yīng)當(dāng)積極開展平衡實(shí)驗(yàn)，測量轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力，進(jìn)而在轉(zhuǎn)子之上添加平衡塊，確保其轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的離心力是平衡的。

4.2 頂軸油調(diào)配不合理問題

轉(zhuǎn)子在實(shí)際運(yùn)行的過程中，通過油膜能夠潤滑滑動(dòng)軸承，使轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)一步促進(jìn)火電廠電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。然而，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)維持平衡狀態(tài)，所以，活動(dòng)軸承油膜的調(diào)配自然相對特別，需要滿足轉(zhuǎn)子的運(yùn)行需求才能夠充分發(fā)揮其潤滑的作用。若油膜調(diào)配不合理，就難以達(dá)到潤滑效果，甚至?xí)茐钠啓C(jī)的沖轉(zhuǎn)效果，導(dǎo)致汽輪機(jī)的振動(dòng)過大而燒瓦。對于這一故障，最佳解決方式就是重視調(diào)配工作，確保溢流孔處于鎖緊的狀態(tài)，并定期嚴(yán)格檢查頂軸油，確保發(fā)揮潤滑的功效。

4.3 摩擦振動(dòng)問題

在汽輪機(jī)長期運(yùn)行過程中，摩擦振動(dòng)是不可避免的。站在轉(zhuǎn)子運(yùn)行狀態(tài)角度思考這一問題，如果汽輪機(jī)的摩擦振動(dòng)狀態(tài)正常，那么所形成的抖動(dòng)與渦動(dòng)并不會(huì)影響汽輪機(jī)本身，然而，卻會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱彎曲的問題，使得汽輪機(jī)發(fā)生異常振動(dòng)。而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子熱彎曲故障的原因就是摩擦振動(dòng)，因?yàn)閳A周各點(diǎn)摩擦的程度存在差異，進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子內(nèi)部存在溫差，而轉(zhuǎn)子一旦受熱不均便會(huì)出現(xiàn)彎曲，導(dǎo)致實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)難以保持平衡狀態(tài)而出現(xiàn)汽輪機(jī)的異常振動(dòng)。對于上述故障，需要定期檢查轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)，一旦出現(xiàn)不均勻摩擦的情況，需要將轉(zhuǎn)子換掉，以防止轉(zhuǎn)子過熱彎曲的情況出現(xiàn)。

4.4 高中壓缸推力不平衡問題

若汽輪機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)，其中的軸向推力可以保證其運(yùn)行的正常性。但是，汽輪機(jī)高中壓缸推力要想始終保持平衡，應(yīng)當(dāng)使得高排后壓力和中壓后排壓力相吻合。一旦不一致，就會(huì)引發(fā)推力不平衡的問題，導(dǎo)致汽輪機(jī)振動(dòng)異常。對于以上問題，應(yīng)當(dāng)定期測試壓力，確保兩者的一致性，以免汽輪機(jī)組出現(xiàn)異常的振動(dòng)情況。

4.5 軸承間隙調(diào)整不當(dāng)問題

對于汽輪機(jī)而言，軸承間隙調(diào)整的適度性對于振動(dòng)異常故障具有決定性作用。其中，若軸承間隙相對較大，那么汽輪機(jī)的軸承振動(dòng)就會(huì)不穩(wěn)定，使得擾動(dòng)不均勻，因?yàn)檎駝?dòng)程度增加而對機(jī)組運(yùn)行的正常性產(chǎn)生負(fù)面影響。

針對這種故障問題，應(yīng)當(dāng)在安裝汽輪機(jī)的過程中，適當(dāng)調(diào)配軸承的間隙，以保證與汽輪機(jī)運(yùn)行的需求相適應(yīng)。另外，應(yīng)當(dāng)對軸承間隙進(jìn)行定期地檢查與調(diào)整，確保間隙被控制在所允許的范圍之內(nèi)，處于正常狀態(tài)。

4.6 轉(zhuǎn)子的熱變形問題

如果轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形的問題，很容易使其實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)出現(xiàn)不平衡的情況，進(jìn)而引發(fā)汽輪機(jī)的異常振動(dòng)。究其原因，影響轉(zhuǎn)子熱變形的因素包括：轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力；轉(zhuǎn)子運(yùn)行過程中汽缸進(jìn)水或者進(jìn)入冷空氣；動(dòng)靜摩擦；中心孔進(jìn)油等等。在汽輪機(jī)組冷態(tài)啟機(jī)并且速度固定的情況下會(huì)始終保持帶負(fù)荷的狀態(tài)，這樣一來，轉(zhuǎn)子本身溫度就會(huì)隨之增加，使得材質(zhì)的內(nèi)應(yīng)力不斷釋放，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形的情況，增加振動(dòng)頻率，使轉(zhuǎn)子出現(xiàn)變形，并出現(xiàn)異常振動(dòng)的問題。

要避免上述故障，應(yīng)當(dāng)對轉(zhuǎn)子進(jìn)行定期地更換，從根本上防止轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形故障，進(jìn)而降低汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障發(fā)生的幾率。

4.7 氣流激振問題

在大型汽輪機(jī)組的異常振動(dòng)故障中，氣流激振是故障之一。由于大型汽輪機(jī)組末級(jí)相對較長，因而很容易在葉片膨脹的末端出現(xiàn)氣體流道紊亂的現(xiàn)象，引發(fā)氣流激振，在這種情況之下，汽輪機(jī)組本身的振動(dòng)頻率會(huì)加快，進(jìn)而出現(xiàn)異常。

為此，工作人員需要實(shí)時(shí)觀察汽輪機(jī)組大量值低頻分量與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的明顯變化幅度。要想有效地解決上述故障，應(yīng)當(dāng)確保汽輪機(jī)組處于額定參數(shù)狀態(tài)運(yùn)行，同時(shí)，不能夠在低溫低壓區(qū)域長時(shí)間運(yùn)行。

在此基礎(chǔ)上，需要對汽輪機(jī)升負(fù)荷率進(jìn)行有效地控制，以免因?yàn)樨?fù)荷波動(dòng)過大而出現(xiàn)氣流激振的故障。

5 防患于未然，以杜絕汽輪機(jī)的異常振動(dòng)

在汽輪機(jī)異常振動(dòng)故障方面，應(yīng)當(dāng)防患于未然，特別是對于工作的性質(zhì)及安全要求方面。所以，在汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)前，工作人員就應(yīng)當(dāng)定時(shí)定期檢查容易出現(xiàn)故障的位置，并且詳細(xì)分析其中的原因。在汽輪機(jī)組日常運(yùn)行過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，具體表現(xiàn)在詳細(xì)記錄關(guān)鍵儀表數(shù)據(jù)信息并整理。

在觀察方面，不應(yīng)當(dāng)忽視任何小的細(xì)節(jié)，進(jìn)而做到防患于未然。如果發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時(shí)檢查，并準(zhǔn)確判斷汽輪機(jī)組的問題，采取措施及時(shí)解決。

6 結(jié) 語

綜上所述，導(dǎo)致汽輪機(jī)組異常振動(dòng)的原因十分復(fù)雜，通過對以往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，在日常生產(chǎn)工作過程中熟記引發(fā)汽輪機(jī)異常振動(dòng)的主要原因與具體的處理措施，方便對后期工作中的問題及時(shí)解決。

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，汽輪機(jī)組運(yùn)行的異常振動(dòng)情況必不可少，所以，一定要采取高效解決措施。為此，應(yīng)當(dāng)將既有知識(shí)作為基礎(chǔ)，并在實(shí)際的生產(chǎn)過程中不斷學(xué)習(xí)和總結(jié)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問題，采取可行性的措施加以解決，更好地為人們的日常生活提供電能。文章通過對火電廠汽輪機(jī)組異常振動(dòng)故障相關(guān)問題的研究，希望為汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行提供寶貴建議，保證供電的安全性與穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃建文淺談火電廠汽輪機(jī)運(yùn)行異常振動(dòng)原因及解決辦法[J].城市建 設(shè)理論研究（電子版），2014，（6）.