火電廠汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因及解決對(duì)策分析

咸基廣

摘要：在火電廠的正常運(yùn)營(yíng)中，汽輪機(jī)的正常運(yùn)行是其重要保證。汽輪機(jī)的正常運(yùn)行直接關(guān)系到發(fā)電廠整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但是目前在我國(guó)汽輪機(jī)的正常運(yùn)行中，還存在一些不足，特別是在汽輪機(jī)的故障鑒定方面，本文從汽輪機(jī)異常故障的主要原因?yàn)榍腥朦c(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的描述，并提出相應(yīng)的解決措施，不斷推動(dòng)我國(guó)火電廠的發(fā)展，為維護(hù)火電廠汽輪機(jī)的正常運(yùn)行提供切實(shí)可行的措施。

關(guān)鍵詞：火電廠汽輪機(jī) 故障原因 解決措施

一、對(duì)汽輪機(jī)異常故障研究的必要性

汽輪機(jī)是火電廠發(fā)電組中最重要的組成部分，其運(yùn)行正常與否直接關(guān)系到發(fā)電廠的運(yùn)行效益，但是由于汽輪機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，很多部件就會(huì)隨著時(shí)間的推移，功能漸漸衰退。在汽輪機(jī)眾多故障中其中異常振動(dòng)是其中最常見的，同時(shí)也是比較復(fù)雜的一個(gè)問(wèn)題。汽輪機(jī)異常振動(dòng)的原因多種多樣，很多部件的不正常運(yùn)行都會(huì)引起汽輪組的振動(dòng)異常，只有將引起振動(dòng)異常的原因找到，才能對(duì)癥施治，完美解決問(wèn)題。

二、汽輪機(jī)故障的主要原因

（一）機(jī)組轉(zhuǎn)子熱彎曲

轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)重要的組成部分，也是引起汽輪機(jī)異常的重要部分，轉(zhuǎn)子熱彎曲是其中重要的異常故障，而引起彎曲的主要原因是當(dāng)轉(zhuǎn)子自身具有的熱力引發(fā)應(yīng)力，如果在運(yùn)行中氣缸熱應(yīng)力大就會(huì)導(dǎo)致冷熱空氣之間產(chǎn)生動(dòng)靜摩擦，中心孔進(jìn)油的現(xiàn)象，這些都是造成轉(zhuǎn)子熱變形的主要原因。對(duì)于轉(zhuǎn)子原因造成的汽輪機(jī)異常振動(dòng)不僅會(huì)造成臨時(shí)性危害，還會(huì)對(duì)汽輪機(jī)造成永久性危害。而造成這兩種傷害的主要原因是由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量的偏心不同，因此造成與質(zhì)量偏心類似的旋轉(zhuǎn)矢量激振力。周彎曲使得轉(zhuǎn)子兩端產(chǎn)生錐形運(yùn)動(dòng)，使得軸向產(chǎn)生巨大的工頻震動(dòng)。在轉(zhuǎn)子彎曲的情況下，轉(zhuǎn)子的彈力和轉(zhuǎn)子本身不平衡產(chǎn)生的離心力不同，這兩種力相互作用，相互抵消，轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度會(huì)減小，形成凹谷相撞，對(duì)汽輪組產(chǎn)生不可抹滅的危害。

（二）氣流激振產(chǎn)生的異?，F(xiàn)象

氣流激振也是產(chǎn)生汽輪機(jī)組振動(dòng)的主要原因，氣流激振主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，首先當(dāng)汽輪機(jī)組所承受的應(yīng)力超過(guò)了本身所能承受的最大值，機(jī)組的轉(zhuǎn)軸就會(huì)產(chǎn)生巨大的振動(dòng)。其次當(dāng)汽輪機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)的時(shí)候，其產(chǎn)生的頻率和高壓狀態(tài)下轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速一致。最后，氣流激蕩的位置一般都在高壓轉(zhuǎn)子的部位，對(duì)于復(fù)雜的汽輪組來(lái)說(shuō)，如果末級(jí)葉片較長(zhǎng)，葉片受到氣體的擾亂產(chǎn)生氣流激振的現(xiàn)象。當(dāng)葉片搜到不均勻氣流的沖擊，也會(huì)產(chǎn)生氣流激蕩的現(xiàn)象。

（三）油膜震蕩產(chǎn)生的異常

汽輪機(jī)的油膜常常處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，但是如果長(zhǎng)時(shí)間不檢查，汽輪發(fā)電機(jī)會(huì)在油膜高速運(yùn)轉(zhuǎn)的震蕩下會(huì)失去穩(wěn)定性。但是由于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)不僅需要圍繞軸線進(jìn)行，還必須在旋轉(zhuǎn)中找到平衡點(diǎn)以便產(chǎn)生渦動(dòng)，這種現(xiàn)象常常產(chǎn)生油膜在非機(jī)械的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生激震蕩。當(dāng)半速渦動(dòng)的速度和專利最大臨界速度一致時(shí)，產(chǎn)生渦動(dòng)現(xiàn)象，造成激烈的振動(dòng)。

（四）摩擦振動(dòng)產(chǎn)生的異常

摩擦振動(dòng)也是產(chǎn)生汽輪發(fā)電機(jī)異常振動(dòng)的重要現(xiàn)象，其中一方面是轉(zhuǎn)子熱彎曲異常產(chǎn)生新作用力，打破了應(yīng)力之間的平衡。振動(dòng)產(chǎn)生的力收到?jīng)_擊和非線性因數(shù)的影響，使得轉(zhuǎn)動(dòng)頻率發(fā)生變化，導(dǎo)致汽輪機(jī)發(fā)生振動(dòng)。另一方面，在摩擦振動(dòng)產(chǎn)生的時(shí)候，其中振幅和相位也會(huì)隨著變化發(fā)生異動(dòng)，導(dǎo)致波動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)汽輪機(jī)產(chǎn)生異常振動(dòng)。

三、針對(duì)火電廠汽輪機(jī)異常的解決措施

（一）轉(zhuǎn)子熱彎曲故障的解決措施

為了應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子彎曲產(chǎn)生的汽輪機(jī)異?，F(xiàn)象最直接的方法就是更換轉(zhuǎn)子，降低汽輪機(jī)的異常轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)強(qiáng)度降低，相應(yīng)的其作用力也會(huì)降低甚至消失，從而減少引起的汽輪機(jī)組異常的現(xiàn)象。

（二）氣流激振故障的應(yīng)對(duì)措施

由于氣流激振有其必要的特點(diǎn)，因此為了解決這一問(wèn)題，首先應(yīng)該確定氣流激振的位置，只有找到氣流震蕩的位置，才能對(duì)癥施治，提高維修效率和質(zhì)量。因此在解決這類問(wèn)題的時(shí)候應(yīng)該實(shí)施措施，挑取汽輪機(jī)異常的數(shù)據(jù)，分析汽輪機(jī)一年之內(nèi)的振動(dòng)數(shù)據(jù)和機(jī)組滿負(fù)荷數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中找到異常的理論原因和發(fā)生異常的時(shí)間。為了使得數(shù)據(jù)更加直觀化，可以利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)制表的功能，將數(shù)據(jù)制成曲線圖或者是折線圖，這樣更便于分析。不管何時(shí)，都應(yīng)該及時(shí)測(cè)量機(jī)動(dòng)組工作的現(xiàn)狀，以便及時(shí)采取措施降低符合便化率，避開產(chǎn)生氣流激振的復(fù)核范圍，保證汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。

（三）針對(duì)油膜震蕩異常的應(yīng)對(duì)措施

對(duì)于油膜異常產(chǎn)生的震蕩故障當(dāng)前我國(guó)主要采取以下五種方式進(jìn)行1.增加軸瓦比壓，在強(qiáng)大壓力的作用下，其振動(dòng)幅度會(huì)大大降低，從而提高汽輪機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性。2.縮小軸瓦頂部的間隙，減少產(chǎn)生振動(dòng)的空間，保證汽輪組的穩(wěn)定性。另一方面，增強(qiáng)軸瓦的軸承合金的寬度，這樣也能大大減小產(chǎn)生振動(dòng)的空間。這兩種減少振動(dòng)空間的方法因其簡(jiǎn)單易操作性目前在我國(guó)的汽輪機(jī)維修中占據(jù)著重要的位置。3.縮小軸徑和軸瓦之間的角度，將其控制到合理的范圍內(nèi)，只有這樣才能保證汽輪機(jī)摩擦振動(dòng)的頻率和振幅，保證汽輪發(fā)電組的穩(wěn)定性。4.將潤(rùn)滑油的動(dòng)力粘度降低到合理的范圍內(nèi)。5.利用平衡的原理不斷降低轉(zhuǎn)子本身所具有的不平衡力量，將轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)速盡量達(dá)到平衡，只有這樣才能保證其發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性，提高其工作效率。

（四）摩擦震動(dòng)故障的應(yīng)對(duì)措施

摩擦振動(dòng)主要是由于汽輪機(jī)平時(shí)的工作沒(méi)有經(jīng)過(guò)必要的維修，相關(guān)的零件磨損比較嚴(yán)重，為了解決這一故障，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)的日常檢修，對(duì)正常工作的聲音進(jìn)行必要的檢測(cè)，如果出現(xiàn)異常聲音，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行必要的檢查，找出其中的原因，并對(duì)其進(jìn)行徹底的維修，如果是由于零件錯(cuò)位造成的異常，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的維修，如果是零件磨損造成的異常，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的更換，避免因?yàn)榱慵惓Ｔ斐烧麄€(gè)汽輪機(jī)組發(fā)生故障，影響發(fā)電廠的正常運(yùn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，火電廠汽輪機(jī)的異常振動(dòng)現(xiàn)象是不可避免的問(wèn)題，為了解決這一問(wèn)題，最重要的是要加強(qiáng)日常維護(hù)工作，對(duì)日常中產(chǎn)生的小故障，小異常引起高度的重視，確保不會(huì)引起更大的異常。同時(shí)也應(yīng)該對(duì)其中的的故障進(jìn)行正確的原因分析，同時(shí)確定正確的應(yīng)對(duì)措施，只有這樣才能保證汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，提高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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（作者單位：吉林電力股份有限公司渾江發(fā)電公司）