關(guān)于工業(yè)蒸汽輪機(jī)振動(dòng)故障的處理措施研究

郝德云，孫祖君

（陜西延長(zhǎng)中煤榆林能源化工有限公司，陜西靖邊 718500）

關(guān)于工業(yè)蒸汽輪機(jī)振動(dòng)故障的處理措施研究

郝德云，孫祖君

（陜西延長(zhǎng)中煤榆林能源化工有限公司，陜西靖邊 718500）

蒸汽機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且易受到環(huán)境和各組成系統(tǒng)的影響，所以汽輪機(jī)振動(dòng)帶來(lái)的故障隱患不但影響到正常運(yùn)行，甚至?xí)?lái)危險(xiǎn)。

汽輪機(jī)組；振動(dòng)故障；處理措施

1 蒸汽輪機(jī)簡(jiǎn)介

1）一般情況下，汽輪機(jī)主要由旋轉(zhuǎn)部件和固定部件構(gòu)成，包括葉輪，軸耦合，葉片，上下氣缸，軸承，分離器，前后支座，調(diào)節(jié)氣閥和徑向、止推軸承，盤車裝置等。它的主要作用是將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。

2）汽輪機(jī)組是一種超精密設(shè)備，運(yùn)行條件為高溫高壓，它的出現(xiàn)給蒸汽機(jī)帶來(lái)了速度快和連續(xù)性好等的特點(diǎn)。

2 工業(yè)蒸汽輪機(jī)振動(dòng)故障分析

2.1 自身變化引起的振動(dòng)

（1）安裝準(zhǔn)確度：一般都有二次灌漿澆注質(zhì)量不好，管道法蘭連接明顯錯(cuò)位，汽輪機(jī)滑銷系統(tǒng)裝配調(diào)整不當(dāng)，對(duì)中不好這幾種形式。準(zhǔn)確度包括根據(jù)實(shí)際情況確定安裝各項(xiàng)因數(shù)，如強(qiáng)度，剛度，預(yù)緊力等，而保證安裝的各項(xiàng)因數(shù)有利于實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)同心度控制和各系統(tǒng)零件的安裝位置不會(huì)有大的偏差。

（2）變形影響：溫度和蒸汽參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子熱變形的影響符合諧波特性，熱變形形成永久性和臨時(shí)彎曲振動(dòng)故障。由于變形帶來(lái)離心力和偏心產(chǎn)生彎曲力與轉(zhuǎn)子的相位差，影響幅值下降，造成不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）轉(zhuǎn)子的不平衡：因?yàn)楣ぷ鳡顟B(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)子處在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，有很大的離心力，而轉(zhuǎn)子很容易產(chǎn)生失衡，使離心力變大，造成異常振動(dòng)。

（4）軸承摩擦振動(dòng)：軸承摩擦帶來(lái)振動(dòng)影響不大，但會(huì)造成溫度不斷上升引起熱變形。

2.2 異常工況

（1）蒸汽品質(zhì)的變化：長(zhǎng)期的蒸汽品質(zhì)不合格運(yùn)行中，尤其是蒸汽中的二氧化硅的不合格長(zhǎng)期運(yùn)行，硅會(huì)沉淀在汽輪機(jī)的葉輪上，導(dǎo)致汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的不平衡而影響汽輪機(jī)的振動(dòng)，正常狀態(tài)下會(huì)在汽輪機(jī)的輪室壓力反映出來(lái)，輪室壓力會(huì)升高，結(jié)垢嚴(yán)重是會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)效率急劇下降而無(wú)法正常運(yùn)行。

（2）氣流激振：汽輪機(jī)葉片和氣流引起的大面積通道膨脹障礙；密封導(dǎo)致氣流激勵(lì)。當(dāng)汽輪機(jī)組的負(fù)荷大于某一特定點(diǎn)時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)，若負(fù)載低于某點(diǎn)時(shí)，振動(dòng)降低，一般通過(guò)負(fù)荷曲線記錄振動(dòng)變化情況確定氣流的影響。

3 工業(yè)蒸汽輪機(jī)振動(dòng)故障的處理措施分析

汽輪機(jī)組的異常振動(dòng)給整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)很大阻礙，由于各部分振動(dòng)的影響不同使得故障不僅復(fù)雜而且?guī)?lái)很大的安全隱患，隨著科技水平的提高，對(duì)于蒸汽輪機(jī)組的容量，穩(wěn)定性和安全性有了更大的需求和重視，所以采取一定的措施預(yù)防和減少故障的產(chǎn)生和及時(shí)維修保證設(shè)備的正常運(yùn)行很必要也為生產(chǎn)率的提高具有很大的作用。

3.1 識(shí)別異常振動(dòng)故障

通過(guò)汽輪機(jī)運(yùn)行的各種振動(dòng)參數(shù)來(lái)判斷異常情況的出現(xiàn)，如：穩(wěn)定性，頻率高低變化，相位幅值變化，還有聲音等因素引起的如電流，溫度，振動(dòng)速度等參數(shù)的變化來(lái)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化判斷。如當(dāng)彎曲效應(yīng)小于非測(cè)量時(shí)，還原的振幅發(fā)生在臨界轉(zhuǎn)速，當(dāng)彎曲應(yīng)力大于不平衡時(shí)，還原的振幅發(fā)生在臨界速度。

3.2 常用的故障診斷方式

（1）油膜振蕩的解決辦法：提高承載力，減少布什差距，減小軸與軸承的接觸角最好控制在300~400，降低油的黏度等。

（2）因?yàn)闅饬骷ふ褚话惆l(fā)生在高壓轉(zhuǎn)子段，隨時(shí)觀察，轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，改變符合情況，降低負(fù)載變化率，確定穩(wěn)定性，避免流量引起的負(fù)荷范圍。

（3）操作人員對(duì)于合理運(yùn)行參數(shù)的掌握是控制運(yùn)行剛度變化的關(guān)鍵，了解每一階段的參數(shù)的變化和合理的工作限度，控制好工作環(huán)境和共振條件等在工作前期做好檢查工作減少引起非正常振動(dòng)的可能。

（4）為了減少安裝過(guò)程帶來(lái)的威脅，應(yīng)在安裝和維護(hù)后進(jìn)行空載和負(fù)載實(shí)驗(yàn)，通過(guò)表現(xiàn)的狀態(tài)確定安裝的情況，確定一些安裝參數(shù)如密封，滑銷是否達(dá)到運(yùn)行合理化的標(biāo)準(zhǔn)，減少安裝過(guò)程帶來(lái)的不利影響。

（5）科技的進(jìn)步使故障的檢測(cè)不僅靠人力的經(jīng)驗(yàn)值和儀器的測(cè)量還包含一些只能檢測(cè)裝置，如各種傳感器的敏感檢測(cè)裝置的利用，通過(guò)傳感器的瞬時(shí)性，可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)檢測(cè)了解汽輪機(jī)的振動(dòng)情況，通過(guò)傳送的信號(hào)報(bào)告給工作人員，及時(shí)進(jìn)行診斷，避免傷害擴(kuò)大范圍。

（6）通過(guò)以上的預(yù)防措施減少了故障率但仍需要安裝振動(dòng)保護(hù)裝置，保護(hù)裝置就像制動(dòng)器一樣，在傳感器檢測(cè)到信號(hào)，報(bào)警裝置發(fā)出求救信號(hào)后由保護(hù)設(shè)備快速切斷電源，主閥關(guān)閉，緊急停止后由專業(yè)人員進(jìn)行維修處理，保證設(shè)備和操作人員的安全。

（7）對(duì)于轉(zhuǎn)子的不平衡運(yùn)轉(zhuǎn)，適時(shí)進(jìn)行高速動(dòng)平衡試驗(yàn)，保證穩(wěn)定性。對(duì)于磨損，腐蝕等不可恢復(fù)的影響，應(yīng)及時(shí)更換其故障部位，如轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中磨損最為嚴(yán)重，當(dāng)發(fā)生由于疲勞引起的振動(dòng)嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換以免帶來(lái)危險(xiǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

為了保證高效利用率，無(wú)論是在設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安裝工藝、故障檢測(cè)還是故障診斷都應(yīng)提高重視，保證工業(yè)實(shí)用和市場(chǎng)需求，減少設(shè)備損壞和安全事故的發(fā)生。加強(qiáng)工作、操作、檢測(cè)、維護(hù)人員的安全培訓(xùn)，給汽輪機(jī)組的合理化運(yùn)行提供技術(shù)與基礎(chǔ)保障。

[1] 鄭宏權(quán)，鮑建國(guó).汽輪機(jī)振動(dòng)的故障特征分析及處理[J].冶金動(dòng)力，2008，（6）：37-38.

Study on Treatment Measures of Vibration of Industrial Steam Turbine

Hao De-yun，Sun Zu-jun

Steam engine is an important equipment in industrial production.Because of its complicated structure and susceptible to the influence of environment and various systems，the hidden trouble caused by steam turbine vibration not only affects the normal operation，but also brings the danger.

steam turbine；vibration failure；treatment measure

TH452

A

1003–6490（2017）05–0091–01

2017–04–05

郝德云（1987—），男，陜西榆林人，助理工程師，主要從事甲醇工藝工作。