摘要：為了保障城市經(jīng)濟的發(fā)展與居民用電的穩定，加強汽輪機組日常保養與維護，保障城市供電已經(jīng)成為了火力發(fā)電廠(chǎng)維護部門(mén)的重要任務(wù)。文章就汽輪機異常振動(dòng)的原因進(jìn)行了分析與故障的排除，在振動(dòng)監測方面應做的工作進(jìn)行了簡(jiǎn)要的論述。

　　關(guān)鍵詞：汽輪機；異常振動(dòng)；故障排除；振動(dòng)監測；汽流激振現象

　　對轉動(dòng)機械來(lái)說(shuō)，微小的振動(dòng)是不可避免的，振動(dòng)幅度不超過(guò)規定標準的屬于正常振動(dòng)。這里所說(shuō)的振動(dòng)，系指機組轉動(dòng)中振幅比原有水平增大，特別是增大到超過(guò)允許標準的振動(dòng)，也就是異常振動(dòng)。任何一種異常振動(dòng)都潛伏著(zhù)設備損壞的危險。比如軸系質(zhì)量失去平衡（掉葉片、大軸彎曲、軸系中心變化、發(fā)電機轉子內冷水路局部堵塞等）、動(dòng)靜磨擦、膨脹受阻、軸承磨損或軸承座松動(dòng)，以及電磁力不平衡等等都會(huì )表面在振動(dòng)增大，甚至強烈振動(dòng)。

　　而強烈振又會(huì )導致機組其他零部件松動(dòng)甚至損壞，加劇動(dòng)靜部分摩擦，形成惡性循環(huán)，加劇設備損壞程度。異常振動(dòng)是汽輪發(fā)電機運轉中缺陷，隱患的綜合反映，是發(fā)生故障的信號。因此，新安裝或檢修后的機組，必須經(jīng)過(guò)試運行，測試各軸承振動(dòng)及各軸承處軸振在合格標準以下，方可將機組投入運行。振動(dòng)超標的則必須查找原因，采取措施將振動(dòng)降到合格范圍內，才能移交生產(chǎn)或投入正常運行。

　　一、汽輪機異常振動(dòng)原因分析

　　汽輪機組擔負著(zhù)火力發(fā)電企業(yè)發(fā)電任務(wù)的重點(diǎn)。由于其運行時(shí)間長(cháng)、關(guān)鍵部位長(cháng)期磨損等原因，汽輪機組故障時(shí)常出現，這嚴重影響了發(fā)電機組的正常運行。汽輪機組異常振動(dòng)是汽輪機常見(jiàn)故障中較為復雜的一種故障。由于機組的振動(dòng)往往受多方面的影響，只要跟機本體有關(guān)的任何一個(gè)設備或介質(zhì)都會(huì )是機組振動(dòng)的原因，比如進(jìn)汽參數、疏水、油溫、油質(zhì)、等等。因此，針對汽輪機異常震動(dòng)原因的分析就顯得尤為重要，只有查明原因才能對癥維修。針對導致汽輪機異常振動(dòng)的各個(gè)原因分析是維修汽輪機異常振動(dòng)的關(guān)鍵。

　　二、汽輪機組常見(jiàn)異常震動(dòng)的分析與排除

　　引起汽輪機組異常振動(dòng)的主要原因有以下幾個(gè)方面，汽流激振、轉子熱變形、摩擦振動(dòng)等。

　�。ㄒ唬┢�流激振現象與故障排除

　　汽流激振有兩個(gè)主要特征：一是應該出現較大量值的低頻分量；二是振動(dòng)的增大受運行參數的影響明顯，且增大應該呈突發(fā)性，如負荷。其原因主要是由于葉片受不均衡的氣體來(lái)流沖擊就會(huì )發(fā)生汽流激振；對于大型機組，由于末級較長(cháng)，氣體在葉片膨脹末端產(chǎn)生流道紊亂也可能發(fā)生汽流激振現象；軸封也可能發(fā)生汽流激振現象。針對汽輪機組汽流激振的特征，其故障分析要通過(guò)長(cháng)時(shí)間的記錄每次機組振動(dòng)的數據，連同機組滿(mǎn)負荷時(shí)的數據記錄，做出成組曲線(xiàn)，觀(guān)察曲線(xiàn)的變化趨勢和范圍。通過(guò)改變升降負荷速率，從5T/h到50T/h的給水量逐一變化的過(guò)程，觀(guān)察曲線(xiàn)變化情況。通過(guò)改變汽輪機不同負荷時(shí)高壓調速汽門(mén)重調特性，消除氣流激振。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是確定機組產(chǎn)生汽流激振的工作狀態(tài)，采用減低負荷變化率和避開(kāi)產(chǎn)生汽流激振的負荷范圍的方式來(lái)避免汽流激振的產(chǎn)生。

　�。ǘ�）轉子熱變形導致的機組異常振動(dòng)特征、原因及排除

　　轉子熱變形引發(fā)的振動(dòng)特征是一倍頻振幅的增加與轉子溫度和蒸汽參數有密切關(guān)系，大都發(fā)生在機組冷態(tài)啟機定速后帶負荷階段，此時(shí)轉子溫度逐漸升高，材質(zhì)內應力釋放引起轉子熱變形，一倍頻振動(dòng)增大，同時(shí)可能伴隨相位變化。由于引起了轉子彎曲變形而導致機組異常振動(dòng)。轉子永久性彎曲和臨時(shí)性彎曲是兩種不同的故障，但其故障機理相同，都與轉子質(zhì)量偏心類(lèi)似，因而都會(huì )產(chǎn)生與質(zhì)量偏心類(lèi)似的旋轉矢量激振力。

　　與質(zhì)心偏離不同之處在于軸彎曲會(huì )使兩端產(chǎn)生錐形運動(dòng)，因而在軸向還會(huì )產(chǎn)生較大的工頻振動(dòng)。另外，轉軸彎曲時(shí)，由于彎曲產(chǎn)生的彈力和轉子不平衡所產(chǎn)生的離心力相位不同，兩者之間相互作用會(huì )有所抵消，轉軸的振幅在某個(gè)轉速下會(huì )有所減小，即在某個(gè)轉速上，轉軸的振幅會(huì )產(chǎn)生一個(gè)“凹谷”，這點(diǎn)與不平衡轉子動(dòng)力特性有所不同。當彎曲的作用小于不衡量時(shí)，振幅的減少發(fā)生在臨界轉速以下；當彎曲作用大于不平衡量時(shí)，振幅的減少就發(fā)生在臨界轉速以上。針對轉子熱變形的故障處理就是更換新的轉子以減低機組異常振動(dòng)。沒(méi)有了振動(dòng)力的產(chǎn)生機組也就不會(huì )出現異常振動(dòng)。

　�。ㄈ�）摩擦振動(dòng)的特征、原因與排除

　　摩擦振動(dòng)的特征：一是由于轉子熱彎曲將產(chǎn)生新的不平衡力，因此振動(dòng)信號的主頻仍為工頻，但是由于受到?jīng)_擊和一些非線(xiàn)性因數的影響，可能會(huì )出現少量分頻、倍頻和高頻分量，有時(shí)波形存在“削頂”現象。二是發(fā)生摩擦時(shí)，振動(dòng)的幅值和相位都具有波動(dòng)特性，波動(dòng)持續時(shí)間可能比較長(cháng)。摩擦嚴重時(shí)，幅值和相位不再波動(dòng)，振幅會(huì )急劇增大。三是降速過(guò)臨界時(shí)的振動(dòng)一般較正常升速時(shí)大，停機后轉子靜止時(shí)，測量大軸的晃度比原始值明顯增加。摩擦振動(dòng)的機理：對汽輪機轉子來(lái)講，摩擦可以產(chǎn)生抖動(dòng)、渦動(dòng)等現象，但實(shí)際有影響的主要是轉子熱彎曲。動(dòng)靜摩擦時(shí)圓周上各點(diǎn)的摩擦程度是不同的，由于重摩擦側溫度高于輕摩擦側，導致轉子徑向截面上溫度不均勻，局部加熱造成轉子熱彎曲，產(chǎn)生一個(gè)新的不平衡力作用到轉子上引起振動(dòng)。

　　三、在振動(dòng)監測方面應做好的工作

　　目前200MW及以上的機組大都裝設了軸系監控裝置，對振動(dòng)實(shí)施在線(xiàn)監控，給振動(dòng)監測工作創(chuàng )造了良好的條件。其他中小型機組有的雖裝有振動(dòng)監測表，但準確度較差，要靠攜帶型振動(dòng)表定期測試核對，有的機組僅靠推帶振動(dòng)表定期測試記錄。對中小型機組的振動(dòng)監測工作，一般都比較薄弱，不能堅持定期（每周、每10天等）測試或測試記錄不全不完整等等，不利于有關(guān)振動(dòng)規定的認真執行。因此，電廠(chǎng)應明確規定測試振動(dòng)的周期，給汽機車(chē)間專(zhuān)業(yè)人員和運行現場(chǎng)配備較高精密度的振動(dòng)表，并建立專(zhuān)業(yè)人員保存的和運行現場(chǎng)保存的振動(dòng)測試登記簿，按規定周期測試并將測試結果記入登記簿。測試中發(fā)現振動(dòng)比上次測試結果增大時(shí)，專(zhuān)業(yè)人員應及時(shí)向領(lǐng)導匯報，并分析振動(dòng)增大原因，研究采取措施，必要時(shí)增加振動(dòng)測試次數，以監測是否繼續增大。運行中如發(fā)現機組振動(dòng)異常時(shí)，應立即使用現場(chǎng)保管的振動(dòng)表進(jìn)行測試，如振動(dòng)比上次測試結果增加了0.05mm時(shí)，應立即打閘停機。如振動(dòng)增加雖未達到0.05mm，但振動(dòng)異常時(shí)聽(tīng)到機組有響聲（如掉葉片等），或機內聲音異常時(shí)，也應停機進(jìn)行檢查。對一般的振動(dòng)增大，也應向車(chē)間匯報，以便組織分析原因，采取措施。

　　四、結論

　　總之，機組振動(dòng)測試結果是研究分析機組運行狀況的重要技術(shù)依據。多年來(lái)，不少機組因振動(dòng)大而拖延了投產(chǎn)期和檢修期。對生產(chǎn)運行來(lái)說(shuō)，接收了振動(dòng)符合標準的機組以后，還必須加強振動(dòng)監督，對振動(dòng)監測做到制度化、經(jīng)�；�，必須在機組振動(dòng)突然增大達到規程規定值時(shí)，及時(shí)果斷地將機組停運，防止擴大損壞或對振動(dòng)雖然增大，但尚未達到規程規定緊急停機數值的異�，F象。及時(shí)對比分析，查找原因，并采取措施防止設備損壞事故的發(fā)生。

　　作者簡(jiǎn)介：趙珣（1982－），女，內蒙古根河人，湛江電力有限公司助理工程師，研究方向：集控工程師。