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[摘要]汽轮机组是担负发电任务的重要组成设备，其运行维护对发电厂安全稳定的发电有着重要的影响。机组运行过程中不可避免的会出现故障，在进行故障排除时，不能急于拆解机组，首先要根据相关的数据和信息对故障定性，进而对其产生的原或机理做出判断，并确定有效的解决措施和实施处理方案。本文对如何排查汽轮机异常振动故障，提出了较为可行的处理建议，现阐述于下，与同仁商榷。
[关键词]火力发电 汽轮机 异常振动 故障
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）05-0289-01
1.前言
汽轮机是电力企业中的关键生产设备，对其开展状态监测与故障诊断工作，保障设备安全可靠的运行，可以取得巨大的经济效益和社会效益。汽轮机的故障诊断技术是借助机械振动、转子动力学等理论深入研究和认识设备的故障机理；运用现代测试技术、测量技术、测量与监视伴随设备运行的振动、噪声、温度、压力、流量等参数；利用信号分析与数据处理技术，对这些参数的模拟或数字信息进行处理；建立动态信息与设备故障之间的联系，运用智能科学技术确定设备的诊断思想；以计算机技术为核心，建立故障监测与诊断的系统。
2.汽轮机振动原因和观察分析应该注意的问题
2.1汽轮机振动原因
从机理上看，产生振动的原因不外乎激振力与支撑力刚度发生变化这两种因素。机组振动的热态变化意味着机组在热态情况下要么激振力变化，要么支撑动刚度在受热时产生异常，或者两种因素同时存在。
造成激振力与支撑力刚度变化的根源，来自以下几个方面：
1）设计原因
轴承选型不当，导致轴承工作稳定性差，从而产生油膜振荡引起汽轮机组的振动；结构设计刚度不足，发电机转子进入热态时产生不平衡或支撑力刚度变化从而引起振动；随热态负荷的增加、各轴瓦振动急剧爬升也可能引起汽轮机组振动。
2）制造原因
转子的不平衡量过大；联轴器的加工与轴的装配同轴度超过允差范围；转子制造上的缺陷，或在运输、包装过程造成损坏；转子零件发生松动等。
3）机组安装原因
转子中心与汽缸中心不一致；轴承研磨不合理引起轴承受力不足导致油膜不稳；机组动静部分摩擦；滑销系统引起热胀余地不足；基座或零件松动；轴承不对中，等等。
4）运行维护不当
润滑油压过低，轴承进油温度过高或过低，使油膜不稳定；主蒸汽温度过低或主蒸汽进水；凝汽器真空度过低；轴封供汽带水等。
2.2观察分析应该注意的问题
我们知道，汽轮机组是火力发电的重要组成部分，它一旦运行就处于长时间运行状态之下，其关键部位，如轴承、汽轮等由于长期磨损的原因，故障发生率很高，严重影响着发机组的正常运行而汽轮机组异常振动是其中最为常见，又最为复杂的故障之一。但同时我们也注意到，汽参数、疏水、油温、油质等也是引起汽轮机组产生振动的因素，因此，强化对汽轮机异常震动原因的观察分析，是确定维修汽轮机异常振动的关键。应该成为维护工作的重心。根据多年工作中积累的经验来看，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等是引起汽轮机异常振动的主因，加强对这些因素的监控，是维护中的重要工作。
（1）汽流激振现象观察分析应该注意的问题
从汽轮机工作原理可以看出。如果其负荷增大，或是出现了较大量值的低频分量时，就会出现汽流激振。在实际工作中，经过多年的观察分析，其结论与之是相同的，这也就是汽流激振的特征如果从理论上进一步分析，会发现叶片受不均衡的气体流冲击就会发生汽流激振；从大型机组来看，末级较长，气体在叶片膨胀末端产生紊乱的流道，由于气流不均匀，导致汽流激振现象。至于由于轴封导致汽流激振现象是比较容易观察的。这里我们需要注意的是，以上所述故障需要长时间的观察（一年以上）记录，在此基础上进行细致分析；其二，要注意与其它数据的比对分析，如每次机组振动数据与机组满负荷时数据比对，以成组曲线为观察对象，观察曲线的变化趋势和范围。同时要通过改变升降负荷速率，观察曲线状态。在此观察分析的基础上，采取改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门，以消除气流激振的产生，进而消除汽轮机振动现象，使其正常运行，确保安全运行。
（2）转子热变形现象观察分析应该注意的问题
经过多年的观察与记录，转子热变形也是导致机组异常振动的原因之一。在观察的过程中，要充分注意以下几方面：一是一倍频振幅的增加量，二是转子温度，三是蒸汽参数。在观察研究中发现。这三个量之间存在着密切的关系，并且在机组冷态启机定速后带负荷阶段，由于转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形（弯曲变形），一倍频振动增大，其相位变化也会同时发生，导致机组异常振动。这种现象在机组故障中较为常见。值得注意的是，如果转子永久性弯曲产生的振动与临时性弯曲产生的振动相同，但却是两种不同的故障，永久性弯曲会使两端产生锥形运动，除产生较大的工频振动外（弹力），由于所产生的离心力相位不同，在两者之间产生相互抵消作用下，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，这是与不平衡转子动力特性不同的，是需要特别注意的问题，要采取不同的处理方法。如转子热变形要更换新的转子以消除异常振动
（3）摩擦振動现象观察分析应该注意的问题
由上述分析可以看出，转子热弯曲将产生新的不平衡力，在受到冲击，或非线性因数影响时，会出现少量分频、倍频和高频分量，波形就会出现“削顶”现象：如果发生摩擦，那么振动幅值和相位就会出现持续时间较长的波动。如果摩擦进一步恶化，幅值和相位的波动会消失，振幅会急剧增大，其振动也会加剧。如果停机后转子静止后测量大轴的晃度比时，会发现较原始值有明显的增加。以上观察和实际测量是符合的。从摩擦振动的机理来分析，要注意摩擦产生的抖动、涡动等现象与转子热弯曲导致的振动的区别。从热力学的角度看，重摩擦产生的温度要高于轻摩擦产生的温度，这样就使转子由于径向截面上的温度不均匀而造成转子热弯曲，进而产生不平衡力现象，致使汽轮机能产生振动。其消除方法与上相同，更换新的转子以消除异常振动。
3.汽轮机异常振动故障排除应该注意的问题
3.1原因分析应该注意的问题
在分析引起振动异常的原因时。要注意振动的频率、相位、相邻轴承相位之间的关系。这里需要特别提出的是振动的稳定性。因为，如果转子质量不平衡，在测量时会有升速时振动与转速的二次方成正比之关系，且振动的频率表现为1X。同时要注意振动是否有磨擦情况产生。因此要根据振动特征做多方面的分析，要查清故障原因予以排除
3.2排除故障应该注意的问题
汽轮机异常振动是常见故障，排除故障前要根据故障特征进行故障分析，首先要根据故障特征进行分析，细致查看机组维修记录，检查故障点零部件的情况，确定是否刚换的部件，然后再决定更换新部件。其次，汽轮机异常振动原因是复杂的。在没有准确定位故障位置时，不要急于拆解机组。先让维修人员凭长期积累的经验来判断一下，把理论分析与经验积累结合进来，以制定汽轮机故障排除的最佳方案，提高机组的维护效果。
4.结束语
汽轮发电机组振动异常是运行中最常见的故障之，其产生的原因是多方面的，也是十分、复杂的，它与制造、安装、检修和运行水平有直接关系。超过允许范围的振动往往是设备损坏的信号。振动过大将使汽轮机转动部件如叶片、叶轮等的应力超过允许值而损坏；振动严重时，可能导致危急保安器误动作而发生停机事故以及导致轴承座松动、基础甚至厂房建筑物的共振损坏等，因此必须使机组的振动水平保持在规定的允许范围内。
[关键词]火力发电 汽轮机 异常振动 故障
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）05-0289-01
1.前言
汽轮机是电力企业中的关键生产设备，对其开展状态监测与故障诊断工作，保障设备安全可靠的运行，可以取得巨大的经济效益和社会效益。汽轮机的故障诊断技术是借助机械振动、转子动力学等理论深入研究和认识设备的故障机理；运用现代测试技术、测量技术、测量与监视伴随设备运行的振动、噪声、温度、压力、流量等参数；利用信号分析与数据处理技术，对这些参数的模拟或数字信息进行处理；建立动态信息与设备故障之间的联系，运用智能科学技术确定设备的诊断思想；以计算机技术为核心，建立故障监测与诊断的系统。
2.汽轮机振动原因和观察分析应该注意的问题
2.1汽轮机振动原因
从机理上看，产生振动的原因不外乎激振力与支撑力刚度发生变化这两种因素。机组振动的热态变化意味着机组在热态情况下要么激振力变化，要么支撑动刚度在受热时产生异常，或者两种因素同时存在。
造成激振力与支撑力刚度变化的根源，来自以下几个方面：
1）设计原因
轴承选型不当，导致轴承工作稳定性差，从而产生油膜振荡引起汽轮机组的振动；结构设计刚度不足，发电机转子进入热态时产生不平衡或支撑力刚度变化从而引起振动；随热态负荷的增加、各轴瓦振动急剧爬升也可能引起汽轮机组振动。
2）制造原因
转子的不平衡量过大；联轴器的加工与轴的装配同轴度超过允差范围；转子制造上的缺陷，或在运输、包装过程造成损坏；转子零件发生松动等。
3）机组安装原因
转子中心与汽缸中心不一致；轴承研磨不合理引起轴承受力不足导致油膜不稳；机组动静部分摩擦；滑销系统引起热胀余地不足；基座或零件松动；轴承不对中，等等。
4）运行维护不当
润滑油压过低，轴承进油温度过高或过低，使油膜不稳定；主蒸汽温度过低或主蒸汽进水；凝汽器真空度过低；轴封供汽带水等。
2.2观察分析应该注意的问题
我们知道，汽轮机组是火力发电的重要组成部分，它一旦运行就处于长时间运行状态之下，其关键部位，如轴承、汽轮等由于长期磨损的原因，故障发生率很高，严重影响着发机组的正常运行而汽轮机组异常振动是其中最为常见，又最为复杂的故障之一。但同时我们也注意到，汽参数、疏水、油温、油质等也是引起汽轮机组产生振动的因素，因此，强化对汽轮机异常震动原因的观察分析，是确定维修汽轮机异常振动的关键。应该成为维护工作的重心。根据多年工作中积累的经验来看，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等是引起汽轮机异常振动的主因，加强对这些因素的监控，是维护中的重要工作。
（1）汽流激振现象观察分析应该注意的问题
从汽轮机工作原理可以看出。如果其负荷增大，或是出现了较大量值的低频分量时，就会出现汽流激振。在实际工作中，经过多年的观察分析，其结论与之是相同的，这也就是汽流激振的特征如果从理论上进一步分析，会发现叶片受不均衡的气体流冲击就会发生汽流激振；从大型机组来看，末级较长，气体在叶片膨胀末端产生紊乱的流道，由于气流不均匀，导致汽流激振现象。至于由于轴封导致汽流激振现象是比较容易观察的。这里我们需要注意的是，以上所述故障需要长时间的观察（一年以上）记录，在此基础上进行细致分析；其二，要注意与其它数据的比对分析，如每次机组振动数据与机组满负荷时数据比对，以成组曲线为观察对象，观察曲线的变化趋势和范围。同时要通过改变升降负荷速率，观察曲线状态。在此观察分析的基础上，采取改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门，以消除气流激振的产生，进而消除汽轮机振动现象，使其正常运行，确保安全运行。
（2）转子热变形现象观察分析应该注意的问题
经过多年的观察与记录，转子热变形也是导致机组异常振动的原因之一。在观察的过程中，要充分注意以下几方面：一是一倍频振幅的增加量，二是转子温度，三是蒸汽参数。在观察研究中发现。这三个量之间存在着密切的关系，并且在机组冷态启机定速后带负荷阶段，由于转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形（弯曲变形），一倍频振动增大，其相位变化也会同时发生，导致机组异常振动。这种现象在机组故障中较为常见。值得注意的是，如果转子永久性弯曲产生的振动与临时性弯曲产生的振动相同，但却是两种不同的故障，永久性弯曲会使两端产生锥形运动，除产生较大的工频振动外（弹力），由于所产生的离心力相位不同，在两者之间产生相互抵消作用下，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，这是与不平衡转子动力特性不同的，是需要特别注意的问题，要采取不同的处理方法。如转子热变形要更换新的转子以消除异常振动
（3）摩擦振動现象观察分析应该注意的问题
由上述分析可以看出，转子热弯曲将产生新的不平衡力，在受到冲击，或非线性因数影响时，会出现少量分频、倍频和高频分量，波形就会出现“削顶”现象：如果发生摩擦，那么振动幅值和相位就会出现持续时间较长的波动。如果摩擦进一步恶化，幅值和相位的波动会消失，振幅会急剧增大，其振动也会加剧。如果停机后转子静止后测量大轴的晃度比时，会发现较原始值有明显的增加。以上观察和实际测量是符合的。从摩擦振动的机理来分析，要注意摩擦产生的抖动、涡动等现象与转子热弯曲导致的振动的区别。从热力学的角度看，重摩擦产生的温度要高于轻摩擦产生的温度，这样就使转子由于径向截面上的温度不均匀而造成转子热弯曲，进而产生不平衡力现象，致使汽轮机能产生振动。其消除方法与上相同，更换新的转子以消除异常振动。
3.汽轮机异常振动故障排除应该注意的问题
3.1原因分析应该注意的问题
在分析引起振动异常的原因时。要注意振动的频率、相位、相邻轴承相位之间的关系。这里需要特别提出的是振动的稳定性。因为，如果转子质量不平衡，在测量时会有升速时振动与转速的二次方成正比之关系，且振动的频率表现为1X。同时要注意振动是否有磨擦情况产生。因此要根据振动特征做多方面的分析，要查清故障原因予以排除
3.2排除故障应该注意的问题
汽轮机异常振动是常见故障，排除故障前要根据故障特征进行故障分析，首先要根据故障特征进行分析，细致查看机组维修记录，检查故障点零部件的情况，确定是否刚换的部件，然后再决定更换新部件。其次，汽轮机异常振动原因是复杂的。在没有准确定位故障位置时，不要急于拆解机组。先让维修人员凭长期积累的经验来判断一下，把理论分析与经验积累结合进来，以制定汽轮机故障排除的最佳方案，提高机组的维护效果。
4.结束语
汽轮发电机组振动异常是运行中最常见的故障之，其产生的原因是多方面的，也是十分、复杂的，它与制造、安装、检修和运行水平有直接关系。超过允许范围的振动往往是设备损坏的信号。振动过大将使汽轮机转动部件如叶片、叶轮等的应力超过允许值而损坏；振动严重时，可能导致危急保安器误动作而发生停机事故以及导致轴承座松动、基础甚至厂房建筑物的共振损坏等，因此必须使机组的振动水平保持在规定的允许范围内。