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汽轮机振动异常分析及应对措施

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汽轮机振动异常分析及应对措施

发表时间：2020-07-20T02:22:01.222Z 来源：《中国科技人才》2020年第6期 作者： 曾宪忠

[导读] 我国经济的快速发展对我国电力供应提出了更高的要求。为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。汽轮机作为发电厂重要组成部分，其异常振动对于整个发电系统都有着重

要的影响，文中就汽轮机异常振动的分析与排除进行了简要的论述。

曾宪忠

国家电投江西电力工程有限公司贵溪分公司 江西贵溪 335400

摘要：我国经济的快速发展对我国电力供应提出了更高的要求。为了保障城市经济的发展与居民用电的稳定，加强汽轮机组日常保养与维护，保障城市供电已经成为了火力发电厂维护部门的重要任务。汽轮机作为发电厂重要组成部分，其异常振动对于整个发电系统都有

着重要的影响，文中就汽轮机异常振动的分析与排除进行了简要的论述。

关键词：汽轮机；异常振动；汽流激振；摩擦振动；转子热变形

引言

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。

1汽轮机异常振动原因分析

汽轮机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，汽轮机故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机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，只要跟汽轮机本体

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，针对汽轮机异常振动原因的分析就显

得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。

1.1汽流激振现象造成的异常振动

当大型汽轮机在运行过程中出现异常振动问题时，首先应当分析是否是由汽流激振造成的故障问题。由于大型汽轮机的末级较长，当汽轮机在运行时极易出现叶片膨胀造成汽流流道紊乱的情况，从而造成汽流激振现象。汽流激振现象具有两个较为明显的特征：第一，当

汽轮机出现汽流激振现象会出现较大值的低频分量；第二，运行参数会突然增大影响汽轮机的振动情况。在判断汽轮机是否出现汽流激振

现象时，需要通过大量汽轮机振动记录信息进行判断，通过对汽轮机长时间的振动数据进行分析，可以有效判断汽轮机的汽流激振现象。

1.2转子热变形造成的异常振动

汽轮机在运行过程中会出现转子热变形造成的异常振动情况，需要工作人员对转子热变形的成因进行分析，尽可能避免汽轮机的异常振动情况。造成汽轮机转子热变形的原因有很多，主要原因包括：汽轮机运行引发转子热度过热、汽轮机汽缸出现进水情况、汽缸中进入

冷空气与汽缸造成摩擦、汽轮机中心孔进油、汽轮机发电机转子冷却温度出现差异，以上原因均能造成汽轮机转子热变形情况的发生。当

转子由于温度过热出现变形问题时，会直接造成汽轮机的异常振动，由于转子热变形情况可能是临时危害，也可能是永久危害，需要工作

人员对转子热变形的危害情况进行判断，避免转子热变形对汽轮机的正常运行造成过于严重的影响。

1.3摩擦造成的异常振动

汽轮机由于长时间运行，对各个零部件均会造成不同程度的摩擦损伤，当零部件的摩擦损害过于严重时，则会造成汽轮机的异常振动问题。汽轮机摩擦出现异常振动的特征如下：第一，转子热变形会对汽轮机造成不平衡力，使汽轮机的振动信号受到影响，会出现少量分

频、倍频以及高频分量等现象；第二，当汽轮机发生摩擦时，汽轮机的振动会出现波动，波动的持续时间较长。而汽轮机摩擦过于严重

时，汽轮机的振动幅度会大幅增加；第三，汽轮机在延缓运行过程中，下降速度超过临界点时，汽轮机的振动幅度会增大。当汽轮机停止

转动后，汽轮机的测量轴会出现明显晃动。简而言之，汽轮机由于摩擦出现异常振动是由于摩擦致使汽轮机温度升高，局部温度过热造成

转子热变形，产生不平衡力造成的异常振动。

1.4汽轮机运行检修与保养问题 根据火电厂的检修计划需要在汽轮机运行过程中定期进行检修，而且一旦汽轮机中的某个部位发生故障也需要进行故障处理，根据检修计划还需要对汽轮机的日常运行情况进行巡检，并对需要日常清理和维护保养的部位进行相应的处理。

但是在检修的过程中，由于检修人员责任意识不强，没有严格按照操作规范进行检修，容易导致故障隐患的存在，而且如果日常的检修与维护保养的工艺和技术不够合理，也容易导致在故障排除的同时埋有其他的故障隐患，且容易被忽略。比如在对汽轮机检修的过程

中，如果没有对其排气管的温度进行有效控制，就容易造成轴承温度过高而造成振动故障。而且轴承在旋转过程中如果润滑油形成油膜就

会影响汽轮机转子运行的稳定性，也会引发振动故障。

2汽轮机本体诊断方法及检修举措

2.1提高汽轮机及其零部件的设计与加工水平

我国的汽轮机及其相关零部件的研究部门，应将研究重点向汽轮机运行中的关键部件以及精密部件转移，提高精密零部件的加工水平，确保其加工精度满足设计要求，不仅可以有效降低振动故障的概率，而且全面提高我国的汽轮机生产加工整体水平，推动我国汽轮机

设计与制造的国产化，从而降低成本投入，提高了发电企业经济效益。

2.2提高汽轮机安装施工人员的专业水平

对于汽轮机的安装施工单位来说，应加强对施工人员的专业技能培训，培养一支具有较高专业水平和综合素质的施工团队，而且提高技术人员的专业理论知识水平以及与施工现场相结合的实践能力，提高安装施工工艺的合理性和科学性。对于施工现场监理人员以及电力

企业的相关技术监督人员来说，应对汽轮机组的安装施工全过程进行质量控制，从汽轮机及其零部件的质量、施工人员的专业技能水平、

安装施工环境、安装施工方案的合理性和优化、安装施工工艺的选择、安装过程的管理等方面进行质量控制，从根本上排除汽轮机运行中

故障问题的发生。

2.3汽轮机运行及调整中的振动故障处理

针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间（一年以上）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，观察曲线变化情况。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

的方式避免汽流激振。

在汽轮机运行中出现油膜震荡问题时所需要采用的故障处理措施主要有以下几点：首先就是对轴瓦比压进行增加；其次就是减小轴承垫的顶部间隙或增加上轴承合金的宽度；再次就是对轴颈和轴瓦的接触角进行减小；最后就是润滑油动力粘度降低，就是油温提高或者是

对具有较小粘度的润滑油的选择。此外还可以降低转子原有不平衡分量，采用的方法就是平衡的方法。

2.4提高电厂检修与维护人员的综合素质

对于电厂的汽轮机检修与维护保养人员来说，应加强对其进行汽轮机振动故障危害性的教育，提高其对汽轮机振动故障危害的认识，提高对汽轮机运行作用的重视，而且定期组织相关的安全教育和实际案例分析，不断学习本行业以及其他相关企业中的先进技术和检修与

维护方法，加强工作人员之间的技术交流与沟通，全面提高工作人员的责任意识和综合素质，避免由于工作人员的专业水平较低或工作失

误而引起的汽轮机振动问题。3、关于汽轮机异常振动故障原因查询步骤的分析

生产中经常遇到瓦盖振、轴振的异常变化，引起振动异常的原因很多。根据振动产生的集中原因，在查找振动主要来源时要注意下面几个要素：振动的频率是1X，2X，1/2X等；振动的相位是否有变化及相邻轴承相位的关系；振动的稳定性如何（指随转速、负荷、温度、

励磁电流、时间、等的变化是否变化）。例如汽轮机转子质量不平衡会有下列现象：升速时振动与转速的二次方成正比，转速高振动大，

特别过临界时振动比以往大得多，振动的频率主要是1X。振动的相位一般不变化及相邻轴承相位出现同相或反相。振动的稳定性好（在振

动没有引起磨擦的情况下），且重复性好。根据振动特征与日常检测维修记录多方面分析，找出故障原因最终排除。

另外对于一些原本设计上有通病的机组，要做好心理准备并牢记其故障点，一旦出现情况首先要检查设计缺陷部件。加负荷时振动要上升，稳定一段时间后要下降，如果低压轴封供汽温度在150度以上时，振动也要上涨。通过分析我们可以看出振动主要发生在#4轴承，其

主要原因是#4轴承座在排汽缸上，支撑刚性太差，对温度较为敏感，使#4轴承的标高发生变化。东方300MW汽轮机也存在同样的情况，这

可能是设计上的一大通病。针对这一原因，其故障排除要加固#4轴承座的支撑，测量温度对#4轴承标高的具体影响值，以便在找中心时事

先降低#4轴承标高。

3结语

汽轮机异常振动时汽轮机运行过程中不可避免的故障，同时也是较为常见的故障。在进行此类故障排除时，不能急于拆解机组，首先要根据故障特征进行故障分析，确定故障点后查看机组维修记录，确认故障点零部件情况。如故障点零部件为刚刚检修过并更换，因再次

确认故障点，确认为改点后进行拆解。一般来讲短期内进过维护保养的部件出现故障的几率远远小于维护时间长的部件。因此，在进行汽

轮机异常振动原因分析时要格外注意。许多情况时需要维修人员长期积累的经验来判断的，加强企业汽轮机组维护保养人员培训，提高维

修人员素质及专业技能时提高汽轮机故常排除效率的最佳途径。

参考文献： [1]王玉平.汽轮机的异常振动治理与分析[J].科学之友，2017（4）：19-20.

[2]卢旭东.火电厂的汽轮机其异常振动的故障排查方法分析[J].科技创新导报，2017（12）：74-75.

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汽轮机异常振动的分析与排除

汽轮机异常振动的分析与排除

汽轮机异常振动的分析与排除

【摘 要】汽轮机作为发电系统的重要组成部分，其故障率的增大或者减少对于整个的系统都有着及其重要的意义。汽轮机异常振动是常见故障中比较难确定的一种故障，汽轮机的异常振动是机组安全稳定运行的重要隐患之一，如不能及时采取有效措施排除故障，必将造成设备损坏等故障。笔者结合多年现场运行经验，就汽轮机异常振动的分析与排除进行了简要的阐述和分析，供同行业参考。

【关键词】汽轮机；异常振动；排除

汽轮发电机组是高速旋转机械，在运行过程中振动是不可避免的，机组振动是汽轮发电机组运行状况优劣的重要标志之一，也是机组设计、制造、安装、检修质量的综合反映。

1.汽轮机异常振动

振动是指一种周期性的往复运动，处在高速旋转下的汽轮机在正常运行中总是存在着不同程度的振动。这里所讲的异常振动，是指对设备有危害，超出了允许范围的振动。振动故障一旦发生，将造成一系列不良后果，影响机组的运行和生产，严重的振动甚至会酿成整机的毁坏。

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，因此，针对汽轮机异常振动原因的分析尤为重要，只有查明原因才能对症维修。

2.汽轮机组常见异常振动的分析与排除

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、转子不平衡、摩擦振动等，以下进行详细的论述。

2.1汽流激振现象与故障排除

汽流激振类振动有以下特点：①汽轮发电机组的负荷超过某一负荷点，轴振动立即急剧增加；如果降负荷低于负荷点，振动立即迅速减小。②强烈振动的频率约等于或低于高压转子一阶临界转速。③汽流激振一般为正向涡动。④发生汽流激振的部位在高压转子或再热中压转子段。

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，气体在叶片末端膨胀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（一年以上）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，消除汽流激振。

汽轮机组振动异常故障原因分析及防范措施

汽轮机组振动异常故障原因分析及防范措施

叠装备应用与研究◆Ｚｈｕａｎｇｂｅｉｙｉｎｇｙｏｎｇ　ｙｕ　Ｙａｎｊｉｕ　●■■■●■■■■■■■■●■■■■■■■■■●■■■■■■■■●●■一　

汽轮机组振动异常故障原因分析及防范措施　

刘宾张晓燕　

（内蒙古丰镇发电厂热工检修队，内蒙古乌兰察布０１２１００）　

摘要：虽然造成汽轮机组振动的原因很多，但只要能抓住问题的关键以及振动时表现出来的不同特点，加以分析判断，就有可能找　

出振动的内在原因并予以解决。现就不同表现形式的汽轮机组振动异常现象进行分析，找出原因，并给出防范措施。　

关键词：汽轮机组；振动异常；故障现象；故障原因；防范措施　

０引言　

振动是一种周期性的往复运动，处在高速旋转下的汽轮发　

电机组，在正常运行中总是存在不同程度和方向的振动。振动　

的大小是判断机组是否安全、经济运行的重要指标，也是判断　

机组检修质量的重要指标。这里所讲的振动现象，不包括由于　

厂房建筑、汽轮机基础、汽轮机机壳等引起的振动，仅指实际工　

作中遇到的对设备有危害，超出了允许范围的或显示异常的振　

动。这就需要分析其故障类型，并采取一定的安全措施，以增　

加机组运行的可靠性。　头进行跟踪检查，调取其校验报告，发现虽然其检定结论合格，　

但灵敏度偏高，约为２９．０　９８８　ｍｙ／（ｒａｍ／ｓ），而其他探头的灵敏　

度为２８．５３　ｍＹ／（ｒａｍ／ｓ）左右。由于灵敏度高，会导致输出变　

化大，而撑１、≠｝２瓦定值低，因此容易发生保护误动，再加上探头　在低频段抗干扰能力的降低，最终导致振动指示偏大。　

１．３防范措施　

（１）运行专业加强对各台机组轴承振动的监视，做好数据　

统计，并分析其变化规律。（２）在大修和小修后对各瓦探头进　

行校验，禁止在撑１、ｊｆ｝２瓦处使用灵敏度偏高的探头。（３）根据　

环境要求和振动范围要求，合理选购探头。　１　探头灵敏度高引起的振动异常　２汽轮机排汽真空突降引起的振动异常　

１．１故障现象　

我厂撑４机组大修启动中，发现汽轮机撑１瓦轴承振动指示　

汽轮机#1瓦轴振动异常原因分析及处理措施

汽轮机#1瓦轴振动异常原因分析及处理措施

汽轮机#1瓦轴振动异常原因分析及处理措施

作者：***

来源：《今日自动化》2020年第10期

[摘 要]許昌龙岗发电有限责任公司2号机组350MW亚临界单轴双缸双排汽、一次再热冷凝式汽轮发电机组，机组正常运行中，在低负荷阶段，频繁发生#1瓦轴振波动问题，振动波动持续时长约2h。针对#1瓦轴振波动情况，邀请大唐华中电力试验研究院，对#1瓦轴振动数据进行在线采集，并进行故障诊断，分析认为#1瓦轴振动是轴承外油挡积碳严重导致动静碰磨，引起振动波动大，通过对#1瓦轴油挡处积碳进行清理，并将油挡间隙调整至设计值，机组启动后，振动正常，未出现波动情况，保证了机组安全稳定运行。

[关键词]汽轮发电机组;轴系;振动;波动

[中图分类号]TM621 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）10–00–03

Cause Analysis and Treatment Measures for Abnormal Vibration of

Steam Turbine 1 Bearing

Li Dong-sheng

[Abstract]In the normal operation of 350MW subcritical single shaft double cylinder double

exhaust and once reheat condensing steam turbine generator unit of Xuchang Longgang Power

Generation Co.， Ltd.， in the low load stage， the vibration fluctuation of bearing shaft occurs

frequently， and the vibration fluctuation lasts for about two hours. According to the vibration

汽轮发电机组振动原因分析及处理

汽轮发电机组振动原因分析及处理

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。