汽輪機機械振動的主要原因及對策范文

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摘要：汽輪機出現(xiàn)機械振動現(xiàn)象是比較常見的，但是，一旦振動頻率過高，幅度太大，就會直接造成故障。這就需要及時采取有效措施加以解決，避免損害機組組件，確保其能夠正常有序運轉(zhuǎn)。據(jù)此，本文主要對汽輪機機械振動的主要原因及對策進行了詳細分析。

關鍵詞：汽輪機；機械振動；原因；對策

1汽輪機

1.1工作原理

汽輪機工作原理主要來源于鍋爐內(nèi)部的蒸汽進入汽輪機，然后蒸汽則會根據(jù)既定順序，路過機組內(nèi)部的噴嘴與動葉，并把蒸汽自身的熱能量逐漸轉(zhuǎn)化成供給汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械能量。

1.2結(jié)構(gòu)部件

汽輪機一般主要包括轉(zhuǎn)動部分與靜止部分。其中，轉(zhuǎn)動部分也就是轉(zhuǎn)子，主要部件包括聯(lián)軸器、葉輪、主軸、動葉片等等。而靜止部分也就是靜子，則涵蓋了汽缸、軸承、進汽部分等等。因為汽輪機大多數(shù)情況時在高溫、高壓下，以高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，因此，屬于精密型重型機械設備。

1.3汽輪機特點

汽輪機具有一定的獨特優(yōu)勢，即蒸汽流動速度快、連續(xù)性良好、蒸汽流量較大等，因此，可以發(fā)出的功率相對較大。就大功率汽輪機而言，可以利用較高的蒸汽溫度與壓力，所以，熱效率也比較高。就汽輪機問世之后，大多數(shù)專家都在不斷探究汽輪機的可靠性、實用性、安全性等。而且在科學技術水平快速提高的影響下，汽輪機的整體性能十分優(yōu)越，在其中很多領域都得到了大力推廣。

2汽輪機機械振動故障的危害

2.1經(jīng)濟性降低

在實際運行時，汽封間隙與機組機械振動密切相關。而且一旦振動幅度或機組汽封間隙增大，就會直接威脅到機組的正常運行，導致機組經(jīng)濟性能明顯降低。

2.2各部分被破壞

在汽輪機機組發(fā)生劇烈振動時，會產(chǎn)生嚴重摩擦，導致端部軸封與隔板位置被損傷。如果機械振動的程度較大，則會造成葉片與圍帶等各個部位應力不斷增加，從而達到機組運行疲勞階段，軸承位置振動過大，則會進一步導致烏金表面發(fā)生脫落和碎裂問題。

2.3連接部件出現(xiàn)松動

在汽輪機運行過程中，軸承、主油泵、蝸桿之間是相互連接的。然而，汽輪機可能會與其他管道形成共振，導致法蘭連接螺栓發(fā)生劇烈振動，造成螺栓斷裂，從而引發(fā)嚴重的安全事故，造成不必要的經(jīng)濟損失。

2.4引發(fā)了嚴重的設備事故

汽輪機機械振動幅度太大，會直接影響保安器與其自身的安全性能。而再加上誤操作現(xiàn)象，則勢必會引發(fā)安全事故，造成停機。甚至還會嚴重損壞線圈或鐵心片，出現(xiàn)短路或斷路問題。

3汽輪機機械振動的主要原因

3.1軸承安裝不當

3.1.1潤滑油質(zhì)量差潤滑油過于劣質(zhì)，質(zhì)量不合格，就會直接阻礙軸承運轉(zhuǎn)，造成振動異常，轉(zhuǎn)速明顯大于振動頻率。此現(xiàn)象具有一定的隱秘性，不容易發(fā)現(xiàn)和判斷，難以及時有效解決，會造成汽輪機振動幅度明顯增加，從而引發(fā)安全事故。

3.1.2油溫過高或過低潤滑油油溫過高或者過低，都會對形成油膜造成直接影響，引發(fā)汽輪機振動，不論是軸承軸瓦還是冷油器，回油和出口位置油溫異常，都會在一定程度上引發(fā)振動故障。

3.1.3油壓偏高或偏低軸瓦油膜的成形，關系著轉(zhuǎn)子振動頻率，而成形不好，會造成轉(zhuǎn)子異常振動，潤滑油油壓偏高或者偏低，從而直接影響油膜成形，進而引發(fā)汽輪機振動故障。

3.1.4軸承標高與設計值相脫節(jié)在安裝軸承時，標高與設計值相脫節(jié)，或者軸承通過檢修調(diào)整，標高出現(xiàn)偏差，就會造成汽輪機軸承負荷太高，導致軸瓦烏金、氣流激振、自激振動等組件過熱，導致機組振動太快，頻率過高。

3.2轉(zhuǎn)子動平衡故障

3.2.1彎曲與聯(lián)軸器之間的連接質(zhì)量較差轉(zhuǎn)子彎曲與聯(lián)軸器之間的連接不佳，導致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生質(zhì)量不平衡，在運行的時候，因為擾動力作用影響，使得機組產(chǎn)生振動。

3.2.2質(zhì)量不平衡汽輪機轉(zhuǎn)子是一種體型較大，且相對復雜的部件，在動平衡校驗之后，依舊存在著一定的不平衡重量。這種由于動平衡重量較差的殘余不平衡重量，從單根轉(zhuǎn)子而言，問題并不復雜。但是，對多根轉(zhuǎn)子而言，所殘留的不平衡重量，在軸系旋轉(zhuǎn)時的離心力，很容易形成多個復雜力偶，從而導致振動原因?qū)ふ夜ぷ麟y度加大。而且凡是屬于質(zhì)量不平衡所造成的振動，振幅都會隨著轉(zhuǎn)速升高有所增加。在找動平衡的時候，試加重量對振幅存在明顯反映。因此，因為質(zhì)量不平衡所造成的振動，通過找平衡可以有效消除。

3.2.3同心度存在差異轉(zhuǎn)子和靜子或者汽缸的同心度需要保持一致，否則將會造成動靜觸碰摩擦、電磁激振、氣流激振。而轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)軸的時候，發(fā)生摩擦，會造成熱彎曲，引發(fā)機械振動故障。

3.2.4軸承墊塊接觸不良，緊力不當因為檢修工藝大意，或者轉(zhuǎn)動中墊塊和軸承座的接觸發(fā)生腐蝕，墊塊接觸不良，導致軸承抗振能力出現(xiàn)很大程度上的振動。

3.3運行狀態(tài)不穩(wěn)定

3.3.1汽缸溫差在正常運行狀態(tài)下，應保證汽缸溫差控制在規(guī)定范圍以內(nèi)，如果低壓汽缸、中壓汽缸、高壓汽缸之間的溫差差異太大，很有可能導致汽缸發(fā)生異常變形，直接影響轉(zhuǎn)子的正常運行，導致機械振動頻率有所增加。

3.3.2膨脹現(xiàn)象在汽輪機運行時，系統(tǒng)的真空度處于穩(wěn)定條件下，突然降低，就會導致排氣溫度上升，造成汽缸膨脹，這時如果高壓軸封開始傾斜向上，就會造成機械異常振動。

3.3.3滑銷系統(tǒng)故障汽輪機組帶因為負荷太高發(fā)熱，會直接造成組帶膨脹，導致滑銷系統(tǒng)出現(xiàn)故障。系統(tǒng)卡澀是造成故障的主要原因，其不僅會造成膨脹不順暢，還會造成大幅度機械振動，甚至還會引發(fā)動靜觸碰摩擦和死機等問題，從而導致汽輪機故障。

3.4軸端變形

在汽輪機正常運行時，軸封供汽潮濕、水分太多，就會對軸端受熱造成直接性影響，導致受熱不均，發(fā)生變形，導致轉(zhuǎn)子振動異常，發(fā)生汽輪機機械振動故障。

4汽輪機機械振動故障的有效應對策略

4.1明確故障原因與位置在汽輪機正常運行時，會收到溫差熱應力、氣流作用力、葉片離心力等各種應力的同時性作用，以此推動汽輪運轉(zhuǎn)。但是，受應力影響，汽輪機在運行過程中，勢必會發(fā)生機械振動。為了確保振動處于控制范圍內(nèi)，汽輪機沒有發(fā)生故障，必須全面掌控汽輪機出現(xiàn)機械振動時候的相關頻率、規(guī)律、幅度等等，并經(jīng)過一定的現(xiàn)場測試，充分了解汽輪機的運行狀況，據(jù)此進一步判斷汽輪機的機械振動故障。

4.2調(diào)整汽輪機運行狀態(tài)汽輪機在運行時，振幅會不斷增加，應全方位監(jiān)測汽輪機軸瓦溫度、潤滑油溫度、汽缸溫度、軸向位移量、真空度值、潤滑油油壓、蒸汽參數(shù)等等，實時觀察汽輪機機械振動的具體情況，并監(jiān)聽其中的異常聲音。而在機組帶負荷或啟動升速的時候，振動十分劇烈，應該停機做全面檢查。而在振動頻率較大的時候，應該適當調(diào)整轉(zhuǎn)速，保證振動頻率處于正常狀態(tài)。

4.3實時監(jiān)測汽輪機振動在汽輪機正常運行過程中，振動規(guī)律、頻率、幅度、聲響異常，需要及時降低負荷，循序漸進地降低，消除振動性故障，對其運行參數(shù)進行全面監(jiān)測。相關技術人員則可以通過監(jiān)測獲取數(shù)據(jù)，將其與標準比較分析，進一步判斷其中是否存在振動異?，F(xiàn)象，熟練掌握汽輪機的剛度極值點、共振條件、剛度范圍，對其運行狀態(tài)進行定期監(jiān)測，全面做好預防措施。而在機組使用之前，應提前做好空載與負荷試運，合格之后，才能夠投入使用。

4.4利用智能化監(jiān)測裝置有效發(fā)揮智能化監(jiān)測裝置的作用，對汽輪機運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，避免發(fā)生機械振動故障。在監(jiān)測時，遇到難度較大的區(qū)域，應適當安裝傳感器，以此監(jiān)測汽輪機振動狀態(tài)，并反映振動異?，F(xiàn)象。另外，還需要科學合理安排技術人員，在發(fā)生機械振動故障的時候，應明確故障的具體位置，防止出現(xiàn)嚴重事故。

4.5進一步做好全面的保護措施使用汽輪機可以在很大程度上節(jié)約能源，但是，因為汽輪機容量的不斷增加，負荷也隨之增加，運行可靠性與穩(wěn)定性開始備受關注。出現(xiàn)振動現(xiàn)象是必然的，對此，可以采取一定措施，有效降低振動故障的發(fā)生頻率，防止發(fā)生安全事故。通過智能化裝置進行全方位監(jiān)測，全面監(jiān)測汽輪機的機械振動情況，反映出機組的正常運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常，及時告警，利用自動化控制裝置，在振動故障時，自動關閉電路與主汽門，自動停機，以此對汽輪機形成保護，再加上技術人員的積極配合，確保機組設備得以有序運轉(zhuǎn)。

5結(jié)語

綜上所述，汽輪機振動在根本上是不能消除的，但是，可以采取各種有效措施，嚴格控制振動值。為了有效防止振動狀況有所增大，汽輪機運行作業(yè)人員需要遵循操作規(guī)章制度，密切監(jiān)視機組狀況，以便于及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題。與此同時，檢修人員還需要全面開展檢修工作，防止在檢修時，出現(xiàn)各種不良狀況，以此保障檢修整體質(zhì)量，確保汽輪機運行的安全性與可靠性。

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作者：白巖立 單位：陜西榆林能源集團橫山煤電有限公司