汽轮机振动故障的原因分析和处理

汽轮机振动的常见原因与处理策略探讨

[摘 要]汽轮机是电厂正常运行的关键设备，也是电厂运行中极易发生故障的设备。本文分析了汽轮机振动的常见原因，并针对性的提出了解决汽轮机振动的主要策略。

[关键词]汽轮机振动 常见原因 处理策略

中图分类号：tk268.1 文献标识码：tk 文章编号：1009―914x（2013）22―0346―01

一、汽轮机振动的常见原因分析

汽轮机的组成零件众多，结构复杂，在运行过程中常常会因为各种原因产生振动，下面重点分析引起汽轮机振动的三点常见原因。

1、转子质量不平衡及转子弯曲引起的汽轮机振动

转子质量不平衡是引起汽轮机振动的最主要原因，转子弯曲则会导致转子在转动时产生不平衡离心力，从而导致汽轮机振动。造成转子质量不平衡的原因众多，加工转子时转子内孔与转动中心不同心，或是转子质量关于转动中心不对称均会导致转子质量不平衡，转子锻造加工过程中残余变形过大则会造成转子挠度过大，使得转子在转动过程中发生振动。汽轮机运行常常会造成转子磨损，导致转子叶片、拉筋断落，还能使转子叶片产生不均匀盐垢，进行转子维修和零件更换也有可能造成转子不平衡导致汽轮机运行振动。转子质量不平衡程度越大，汽轮机振动幅度越大，转子转动频率越快汽轮机振动频率越快，汽轮机所受载荷不影响其振动幅度与振动频率。汽轮机振动特点与转子弯曲变形原因密切相关：汽轮机因转子永久弯曲产生振动，当转子转速超过临界转速时，汽轮机的振动幅度便会显著增大；汽轮机启动及停机过程中也会因为温度变化不均导致转子弹性热弯曲，造成汽轮机振动。缓解转子弹性热弯曲导致的汽轮机振动可通过重新启动汽轮机，降低汽轮机转速，延长汽轮机暖机时间等多种方式。此外，汽轮机启动或运行过程中还会发生摩擦现象，造成汽轮机振动。如果摩擦程度较轻，汽轮机振动幅度一般较小，振动现象也会随着时间推移而减弱；如果摩擦程度过大，汽轮机转动轴便会因为受热不均而发生热弯曲，加剧转子不平衡现象，这种现象又会加剧汽轮机摩擦问题，振动现象不仅不会随时间推移而有所缓解，还会越来越严重。解决此类汽轮机振动问题，应及时切断汽轮机汽，停运汽轮机，避免转子产生永久性变形。转子锻造加工材料质量性能不佳会造成转子因受热而产生弯曲变形，从而造成汽轮机振动，这种情况下汽轮机的振动幅度随着所受载荷的增大而增大，振幅随受载大小的变化还具有一定的滞后性，滞后程度的大小则与转子结构、质量等参数有关。汽轮机组装操作不合理常会造成汽轮机部件配合不良和转子弯曲变形等问题，造成汽轮机运行过程中的振动问题。轮毂端面彼此不平行或轴向间隙不足造成的汽轮机振动，其振幅通常与汽轮机所受载荷大小成正比，振动情况还会随着汽轮机运行时间的增长而逐渐得以缓解，甚至消失。

汽轮发电机组振动原因分析及处理

摘要：伴随着时代与社会经济的高速发展，我国各个领域得以不断进步，各项机械设备也得到广泛应用，对其运行效率也提出更加严格的标准。正常运行中汽轮机机组允许存在一定参数范围内的振动现象，但如果振动超出允许范围将对整个机组的运行以及电厂的稳定发电工作产生不利影响。对振动故障进行分类，总结、分析设备启动和运行过程中常见的振动问题，并介绍相关解决方案，为设备的安全可靠运行提供技术保障。

关键词：汽轮发电机；故障诊断；振动

引言

振动是衡量大型旋转设备运转状态的重要指标，需要对其进行快速、精准的采集、分析和故障诊断。引起振动的原因极其复杂，不仅与设备前期的设计、制造、安装有关联，同时，与设备在运行中的工艺过程参数有着密不可分的连接。

1汽轮机简介

目前，发电厂通过天然气、煤炭等不可再生资源来产生

电能。发电的具体过程是通过燃料的燃烧过程来产生较大的热量，而在水的加入后将会产生一定的热蒸汽，这些热蒸汽可以有效地将化学能转化成热能。在高压热蒸汽的作用下，汽轮机将持续运转，这些热能也将转变为机械能，从而形成循环过程，达到更好的汽轮机运转效率。汽轮机使用机械能来转化为电能，而这些电能将被传输到发电厂。现阶段，我国的发电厂包括天然气发电厂、工业废料发电厂、余热发电厂、燃煤发电厂等，而汽轮机主要使用在火力发电厂的发电工作中。汽轮机的基础结构包括低压缸、中压缸和高压缸三个部分。现阶段也有一些汽轮机的设计是将中压缸和高压缸结合在一起。汽轮机同样也包含一些辅助结构或者是系统，如润滑油、给水系统等，所以其结构十分复杂。

2汽轮机振动原因分析 2.1油膜失稳

汽轮机油膜失稳形式包含两种：油膜振荡与半速涡动。其中，半速涡动多发生在转速低于第一临界速度期间，随着转速的不断提升，在某一低速阶段开始，该振动会不断升高，有时随着转子速度的增加，这一情况也会逐渐消失。随着转子转速的不断变化，涡动频率也将不断变化，但转度半频关系一直不变，识别半速涡动法多使用级联图，级联图中，半频振锋频率点体现为斜率为2的直线。此外，波形图中和轴心轨迹中也经常可以看到低频特征。

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火电厂汽轮机异常振动原因及处理措施

李华

(广西桂能科技发展有限公司，广西南宁530007)

脯要】随着社会的进步。经济的发展。人们生活水平有了质的飞跃，然而面对着日益增长的人口与飞速的城市发展，人川1生活中对电的要求也越来邈高。本文钟对生活中的主要供电皋潺——火力发电中极易出现的火电厂汽轮枳异常振动这个原因入手，探讨了火电厂汽轮机异常振动原因，并提出处理措施。湖阃法舱觏t；异常振动；原因分析；处理措施；预防措施

火力发电是现在我国电力发展的主力军，是城市用电的主要来源，作为对城市发展有重大影响的电力供给是不容忽视的部分，因此电厂的维m参部门都会定期的对电厂的发电初缅莲行检查与维护，这是发电系统

中不可欠缺的组成部分。汽轮机的检修与维护是为了能使发电机正常运

作的重中之重，最常见的汽轮机问题应属汽轮机异常振动，因为汽轮机异常振动是发电机运转中出现隐患与缺陷的表现，是发生故障的信号。1分析汽轮机的异常振动原因的必要性汽轮机组是火电厂中发电}魈的重要组成部分，也担负着火力发

电任务的重点。因I蛸轮机组的运行时间较长，关键的运行零部位也由

于长时间的运作磨损严重，造成汽轮机组经常出现故障，而这些时常出

现的故障也严重影响着发电机组的正常运作。在汽轮机组的多种故障当中，汽轮机组的吴常振动可以算是较为复杂的故障之一。造成汽轮机组异常振动的原因是多方面的，跟机体有关的任何一个设备或者是媒介都

有可能是引起汽轮机组振动的原因所在，例如进汽参数、油温、疏水及油质等等，所以分析清楚汽轮机异常振动的原因是解决异常振动的前

提，只有查明原因后才能“对症下药“。2查询汽轮机组异常振动原因的步骤汽轮机组的异常振动包括很多种，比如生产中经常见到的瓦盖振

或者是轴振的异常变化等，引起汽轮机绍异常振动的原因也有很多，查询这些原因可以根据振动产生的集中原因入手，在查找的时候应优先考虑振率、振动的稳定性能等。振动的频率有很多种，1×、2)(、1／2X等是比较常见的；振动的稳定性能指的则是像转速、负荷、励磁电流、温

汽轮机振动大的原因分析及其解决方法

对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。这里所说的振动，系指机组转动中振幅比原有水平增大，特别是增大到超过允许标准的振动，也就是异常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。

而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。异常振动是汽轮发电机运转中缺陷，隐患的综合反映，是发生故障的信号。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。振动超标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正常运行。 一、汽轮机异常振动原因分析

汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。

二、汽轮机组常见异常震动的分析与排除

引起汽轮机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。

（一）汽流激振现象与故障排除

汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，且增大应该呈突发性，如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间的记录每次机组振动的数据，连同机组满负荷时的数据记录，做出成组曲线，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。