汽轮机振动故障的原因分析与处理

汽轮机振动故障的原因分析与处理

王明明叶孙炳张帅

(山东齐鲁电机制造有限公司山东省济南市250100)

摘要：汽轮机是电力系统中的重要组成部分，保障其安全性，可确保电力系统稳定运行，实现其应有的效益。但在实际运行时，汽轮机经常会出现一些故障，影响了机器的正常使用。而将信息化技术应用在汽轮机振动故障检测与诊断上，能有效提高故障分析效率，便于进行维护，保障机组振动程度处于合理范围内。

关键词：汽轮机；振动故障；原因；处理

1汽轮机振动故障检测与分析的实施流程

1.1数据收集

在对汽轮机进行故障检测时，应对汽轮机的振动信息进行数据收集，可为后续的故障检测与分析工作提供便利。主要是因为汽轮机在运行时，会生成一系列的振动数据，通过比较不同状态的信息情况，有利于客观分析汽轮机的实际运行状态，从而分析故障问题。

1.2故障检测与诊断

通常情况下，汽轮机属于大功率机组，在进行数据收集时，会受到运行噪音的影响，使得数据收集的精准性受到了影响。因此，需要采取一些降噪措施，以降低影响因素。同时，在对故障检测与诊断时，应判断振动数据是否处于合理范围内，并与数据库信息进行对比，能有效诊断故障发生的位置，从而正确制定维修方案。

2汽轮机振动故障原因

2.1转子质量不平衡

汽轮机振动故障存在多种原因，其中最为常见的为转子质量不平衡。转子质量不平衡在汽轮机振动故障中占得比例高达80%，剩下的20%也不能认为完全与转子质量不平衡没有关系。分析转子质量不平衡的原因可以总结为以下几个方面:①材料的不均匀;②制造、设计和安装过程出现偏差;③使用过程中没有对转子进行定期养护导致材料受损。转子质量不平衡会使转子的惯性主轴与旋转轴线出现一定程度偏离，在这种情况下转动转子，离心力显然难以维持平衡，必然会出产振动的现象，从而使汽轮机发生故障。

2.2转子热弯曲故障

转子热弯曲故障也是汽轮机振动故障中比较常见的故障原因，汽轮机运行中转子高速运转会产生热量，转子因此处在一个受热的环境下，受热情况可能会导致转子发生一定程度的热弯曲，进而对转子的平衡产生进一步影响。分析热弯曲故障的原因，主要为以下两方面:①汽轮机转子本身材料不均匀，冷却系统故障等;②发电机转子热弯曲各零件衔接的不均匀或者转轴内应力过大。

2.3液压设备故障

液压设备故障往往是受到汽轮机振动故障影响，当汽轮机出现振动时，液压设备可能会因此而出现渗漏现象，出现渗漏现象后又会反过来影响汽轮机加重振动故障。此外，液压设备的材质也可能对其使用情况造成影响，材质不均匀或者铸造过程带来的不易发现的隐患，都可能会导致液压设备渗漏。液压设备需要维持长期的运行，长期运行可能会使其处于超负荷状态，导致液压设备的外壳出现裂痕或缺口，从而出现渗漏现象，从而对汽轮机造成影响出现振动故障。

2.4气流激振对振动造成影响

汽轮机的异常振动很大程度上是受到气流激振的影响，汽轮机对振动比较敏感，各种因素都可能会对其产生影响，当汽轮机组受到不平衡气流影响时，振动幅度和频率都会受到影响，从而出现故障。与此同时，汽轮机在受到不平衡气流影响时还可能使原本正常运行的汽轮机组出现大量值的低频分量，从而使汽轮机振动故障出现。究其原因，首先，汽轮机组在受到不平衡气流冲击时会打破原来的运行状态，其次，在加大规模的发电机组内部，如果末级比较长，汽轮发电机组的叶片就会受到影响，会出现膨胀，进而可能会导致气流激振现象的发生，最终对汽轮机造成不良影响。

3汽轮机振动故障解决措施

3.1针对转子质量不平衡问题

首先，当转子出现中心对称故障时，应加大转子中心数据收集力度，其收集范围包括联轴器、轴承位置、转子与气缸同心度等。若后两者存在数据异常时，会出现异常气流、非正常摩擦等情况，会加剧转子的不稳定性，从而引发故障隐患。当联轴器出现问题时，会导致连轴处存在非中心对称情况，使得转子承受更多的载荷，容易引发故障。其次，当转子出现平衡故障时，主要表现在两个方面，即部分失衡或部分缺失。在对转子进行数据收集时，发现机器轴承处振幅较大，其振动速度也在快速增加，当振动速度与振动频率处于等同时，会形成正弦波的情况。因此，一旦发生这类问题时，可快速诊断为转子平衡故障。最后，当转子出现形变故障时，对汽轮机的安全性与稳定性会造成严重的影响，一般形变问题主要是由汽轮机受热弯曲或电机转子受热弯曲而引起的。当转子处于长时间运转时，其振动幅度会快速增加，一旦出现冷热交替时，转子会发生明显的形变现象。同时，当汽轮机处于冷态启动时，不会发生明显的振动变化，但随着运转时间的增加，其振动幅度、频率等会快速增加，使得振动状态发生了明显的改变。因此，当转子出现形变故障时，要根据实际情况来确定故障类型，从而采取针对性的维修措施，确保汽轮机可以正常运转，实现其应有的价值。

3.2针对转子热弯曲现象的解决措施

转子热弯曲主要涉及到两个方面:汽轮机转子弯曲和发电机转子弯曲。针对不同的故障要采取不同的处理措施。首先，针对汽轮机转子弯曲故障应该要首先考虑汽轮机转子的工作环境，汽轮机转子通常是在高温高压环境下工作，这种工作环境必须要对转子受热均匀度提出要求，均匀受热可以有效避免热弯曲现象，只会使转子的长度增加。对于发电机转子的弯曲故障则要将侧重点放在汽轮机内部的疏通工作，因为在发电机的转子振动与冷却介质有关联时，主要原因可能是汽轮机内部出现堵塞，必须进行及时疏通，才能确保转子的质量不受损害。

3.3针对液压设备渗漏问题的解决措施

液压设备渗漏会对整个发电机组造成影响，如果不能妥善处理发电机组就要停止运行，这对电力企业来说会造成重大的经济损失。因此针对液压设备渗漏问题，必须要有可实施的解决措施，首先企业应该加强处理该类故障的能力，提高处理该类故障的技术水平。其次是要对液压设备渗漏有正确的认识，液压设备的材料本身就是比较特殊，如果出现渗漏现象采用一般的焊接技术无法达到预期的修复效果，如果企业不具有解决该类故障的能力就要考虑换掉设备，但是这样会给企业增加成本投入，并且消耗更多时间，降低经济效益，企业应该做好故障出现的完全准备，提前准备高分子复合材料及专业人士，随时做好处理故障的准备。

3.4针对气流激振的解决措施

气流激振是在发电机运行过程中随时可能产生的现象，汽轮机组受其影响产生振动，要减少气流激振对汽轮机振动的影响，运行人员需要对发电机组的运行负荷情况进行充分了解，通过对高压调速气门的调整来消除气流激振的现象，从而防止汽轮机的异常振动，维持汽轮机的长时间稳定运行，最终提高发电机的工作效率。

4结论

综上所述，汽轮机振动故障受多种因素的影响，其中包含其本身一些材料的影响，人为因素的影响及长期运行设备老化等影响，不同原因的单独作用或多重作用导致汽轮机振动故障。在电力企业中，可以根据日常的工作经验和专业的技术团队，对电力设备中汽轮机进行定期进行维护和保养，对可能出现的故障进行逐一排查，并且随时做好处理故障的准备，确保汽轮机可以稳定运行，帮助电力企业长期稳定运行。

参考文献：

[1]蔡强,黎瑜春.汽轮机间歇性突发振动原因分析及处理[J].现代机械,2017(05):98-100.

[2]李忠原.浅谈汽轮机振动原因分析[J].纳税,2017(30):168.

[3]朱皓凯.汽轮机振动故障的原因分析与处理[J].中国高新区,2017(19):116-117.

[4]张计鹏.汽轮机振动故障原因浅析[J].有色冶金节能,2017,33(04):34-36.