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摘要：汽轮机作为发电系统的重要组成部分，其运行状态影响着整个发电系统。然而，汽轮机异常振动故障一直是电厂运行工作中的难以避免的问题，如何有效预防及解决这一故障显得极为重要。本文主要分析了汽轮机异常振动故障产生的原因，并提出了问题解决措施及建议。
关键词：汽轮机异常振动分析解决措施
中图分类号：TK269 文献标识码： A
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运行、维护部门的重要任务。汽轮机由于运行时间长，过程中关键部位长期磨损、转子热变形、汽流激振，等原因都会导致机组异常振动。异常振动故障，导致轴承座松动，以及汽轮机基础、汽机房设备、建筑物的共振损坏等严重影响了发电机组正常运行。因此，分析找出导致汽轮机异常振动的原因并制定出相应解决方案是保证汽轮发电机组安全生产运行的根本。
一、汽轮机异常振动的检测方法
汽轮机在运行中，由于内部环境处于高压、高温、高速的条件下，这给汽轮机的运转情况的检测带来了困难。目前使用的汽轮机检测方法可以大致分为接触式和非接触式两种。这两种检测方法的监测装置工作原理是相仿的，都是由传感器、导线、处理系统组成。操作人员只需要按照规范来获取数据，然后应用处理系统自带软件进行处理从而得到汽轮机的运转结果。
接触式检测方法就是采用接触式传感器，将汽轮机的位移、速度、加速度等运动信息转化成电信号，然后再将电信号可视化的检测方式。接触式所需要的设备比较简单，操作相对容易。常用的接触式检测方法是用应变片作为传感器的核心部分，并且贴于所需检测的部位。随着汽轮机的运转，应变片就会感受到相应的应力。一旦出现异常振动，应变片的应力就会出现异常，进而可以检测出汽轮机的工作状况。虽然方法简单，但是接触式的检测方法要求传感器反应灵敏，这就对传感器的灵敏度以及安装提出了挑战。另一方面，由于是接触式的检测，与汽轮机的接触必然在一定程度上影响到汽轮机的工作。而且，在同一时间内由于传感器安装位置和导线的限制，在同一时间内只能测量有限数量的汽轮机叶片。一般而言接触式的检测的材料都是比较敏感的材料，这样才能提高监测的精度。但是，由于汽轮机工作会产生很高的温度，在很大程度上可能会影响传感器的工作。并且接触式的检测装置由于受到贴片、导线粘贴牢固程度等客观因素的制约很难长时间工作。
相比之下非接触式的检测装置在目前来看必将拥有更广阔的应用前景。与接触式检测不同，非接触式监测装置的检测范围广，反应迅速，不受环境影响。它可以通过光和声音等方法，以非接触式的方式来获得汽轮机的运行参数，通过相关的数据传输，最后这些参数经过系统处理形成可以利用的有效信息。常见的非接触式方法主要应用多普勒效应，利用声波进行探测、还有利用电磁频率调制法进行检测的。在条件允许，也有高精度的要求的情况下，可以利用光导纤维的高速光电传感器的检测方式进行检测。检测的具体操作方法要根据设备和现场情况而定。
二、火电厂汽轮机常见异常振动的分析及解决措施
1、油膜震荡
（1）产生的原因分析
油膜自激震荡是由于汽轮发电机转子在轴承油膜上高速旋转时，丧失稳定性的结果。稳定时，转轴是围绕轴线旋转的。当失稳后。一方面转轴围绕其轴线旋转，另一方面该轴线本身还围绕平衡点涡动。轴线的涡动频率总保持大约等于转子转速的一半，故又称半速涡动。当半速涡动的涡动速度同转子的临界转速相重合时，半速涡动被共振放大，就表现为激烈的振动。油膜振动具有下列特征：
① 油膜震荡一经发生，振幅便很快的增加，使机组产生激烈振动。这种振动随着转速的升高，振幅并不减小。失稳而半速涡动可能较早。而油膜震荡则总是在2倍于第一临界转速之后出现。
② 油膜震荡时，振动的主频率约等于发电机的一阶临界转速，且不随转速升高而改变。
③ 发生油膜震荡时，振幅将不只是于转速一致的工频振动，而且还有低频分量。
④ 发生油膜震荡的轴承，顶轴油压也发生剧烈摆动，軸承内有明显的金属撞击声。
⑤ 油膜震荡严重时，仔细观察可以看到主轴的外露部分在颤动。
（2）故障解决措施
在机组出现油膜震荡时，可采用以下解决措施：
① 增加轴瓦比压。
② 减小轴瓦顶部间隙或增大上轴瓦轴承合金的宽度。
③ 减小轴颈与轴瓦的接触角，通常可减小5°～10°。
④ 降低润滑油动力粘度。例如提高油温或选用粘度较小的润滑油等。
⑤ 用平衡的方法将转子原有不平衡分量降至很小。
2、汽流激振
（1）产生的原因分析
汽流激振类振动有以下特点：a、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。b、强烈振动的频率约等于或低于高压转子一阶临界转速。c、汽流激振一般为正向涡动。d、发生汽流激振的部位在高压转子或再热中压转子段。
其主要原因是由于叶片受到不均衡的气体来流冲击从而发生汽流激振；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。
（2）故障解决措施
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。
3、转子热弯曲
（1）产生原因分析
转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态起机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。当弯曲的作用大于不平衡量时，振幅的减小发生在临界转速以上。
（2）故障解决措施
针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动，没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。
4、摩擦振动
（1）产生原因分析
摩擦振动的特征：一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频。但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧，导致转子径向截面上温度不均匀，局部加热造成转子热弯曲，产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。
（2）故障解决措施
平时定时对汽轮机组进行维护，并对留意是否存在不和谐的机件摩擦声，确保及时发现问题并对相应机件进行维修或更换，避免因摩擦振动引起的机组运行故障。
三、对汽轮机异常振动故障原因查询的几点建议
汽轮发电机组振动异常是运行中最常见的故障之一，其发生的原因是多方面的，也是十分复杂的，与制造、安装、检修和运行水平有直接关系。发生异常振动时，建议从以下几方面分析判断。
1、振动的频率是1X、2X、1/2X等，振动的相位是否有变化及相邻相位的关系。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，振动的频率主要是1X，振动的相位一般不变化及相邻相位出现相同或相反，且重复性好。
2、与负荷的关系，其可能原因有：滑销系统不良；基础不均匀的沉降：主蒸汽管路布置不当，在热膨胀时汽缸施加了作用力；其他不正常的热变形引起机组中心线发生变化等。
四、结束语
汽轮机是火力发电厂的核心部分,汽轮机的安全稳定运行,对机组热效率和整个电厂经济性有重要影响。针对汽轮机异常振动这一常见故障，技术人员应充分分析产生的原因，找出故障点，并及时制定解决方案，确保汽轮机组正常安全运行。只有保证汽轮机的运行质量，才能确保电厂安全经济地运行工作，为企业创造最大的经济利益。
参考文献：
[1] 赵瑞林.关于发电机组异常振动的分析[J].工业科技，2005(8).
[2] 王东炎.发电机组异常振动排除[J].机械工业，2007，12.
[3] 陈有利.发电机组常见故障检测与排除[J].电力信息，2005，12.
[4] 艾欣芳.发电机组检修技术手册[J].机械研究与分析，2006(4).
关键词：汽轮机异常振动分析解决措施
中图分类号：TK269 文献标识码： A
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运行、维护部门的重要任务。汽轮机由于运行时间长，过程中关键部位长期磨损、转子热变形、汽流激振，等原因都会导致机组异常振动。异常振动故障，导致轴承座松动，以及汽轮机基础、汽机房设备、建筑物的共振损坏等严重影响了发电机组正常运行。因此，分析找出导致汽轮机异常振动的原因并制定出相应解决方案是保证汽轮发电机组安全生产运行的根本。
一、汽轮机异常振动的检测方法
汽轮机在运行中，由于内部环境处于高压、高温、高速的条件下，这给汽轮机的运转情况的检测带来了困难。目前使用的汽轮机检测方法可以大致分为接触式和非接触式两种。这两种检测方法的监测装置工作原理是相仿的，都是由传感器、导线、处理系统组成。操作人员只需要按照规范来获取数据，然后应用处理系统自带软件进行处理从而得到汽轮机的运转结果。
接触式检测方法就是采用接触式传感器，将汽轮机的位移、速度、加速度等运动信息转化成电信号，然后再将电信号可视化的检测方式。接触式所需要的设备比较简单，操作相对容易。常用的接触式检测方法是用应变片作为传感器的核心部分，并且贴于所需检测的部位。随着汽轮机的运转，应变片就会感受到相应的应力。一旦出现异常振动，应变片的应力就会出现异常，进而可以检测出汽轮机的工作状况。虽然方法简单，但是接触式的检测方法要求传感器反应灵敏，这就对传感器的灵敏度以及安装提出了挑战。另一方面，由于是接触式的检测，与汽轮机的接触必然在一定程度上影响到汽轮机的工作。而且，在同一时间内由于传感器安装位置和导线的限制，在同一时间内只能测量有限数量的汽轮机叶片。一般而言接触式的检测的材料都是比较敏感的材料，这样才能提高监测的精度。但是，由于汽轮机工作会产生很高的温度，在很大程度上可能会影响传感器的工作。并且接触式的检测装置由于受到贴片、导线粘贴牢固程度等客观因素的制约很难长时间工作。
相比之下非接触式的检测装置在目前来看必将拥有更广阔的应用前景。与接触式检测不同，非接触式监测装置的检测范围广，反应迅速，不受环境影响。它可以通过光和声音等方法，以非接触式的方式来获得汽轮机的运行参数，通过相关的数据传输，最后这些参数经过系统处理形成可以利用的有效信息。常见的非接触式方法主要应用多普勒效应，利用声波进行探测、还有利用电磁频率调制法进行检测的。在条件允许，也有高精度的要求的情况下，可以利用光导纤维的高速光电传感器的检测方式进行检测。检测的具体操作方法要根据设备和现场情况而定。
二、火电厂汽轮机常见异常振动的分析及解决措施
1、油膜震荡
（1）产生的原因分析
油膜自激震荡是由于汽轮发电机转子在轴承油膜上高速旋转时，丧失稳定性的结果。稳定时，转轴是围绕轴线旋转的。当失稳后。一方面转轴围绕其轴线旋转，另一方面该轴线本身还围绕平衡点涡动。轴线的涡动频率总保持大约等于转子转速的一半，故又称半速涡动。当半速涡动的涡动速度同转子的临界转速相重合时，半速涡动被共振放大，就表现为激烈的振动。油膜振动具有下列特征：
① 油膜震荡一经发生，振幅便很快的增加，使机组产生激烈振动。这种振动随着转速的升高，振幅并不减小。失稳而半速涡动可能较早。而油膜震荡则总是在2倍于第一临界转速之后出现。
② 油膜震荡时，振动的主频率约等于发电机的一阶临界转速，且不随转速升高而改变。
③ 发生油膜震荡时，振幅将不只是于转速一致的工频振动，而且还有低频分量。
④ 发生油膜震荡的轴承，顶轴油压也发生剧烈摆动，軸承内有明显的金属撞击声。
⑤ 油膜震荡严重时，仔细观察可以看到主轴的外露部分在颤动。
（2）故障解决措施
在机组出现油膜震荡时，可采用以下解决措施：
① 增加轴瓦比压。
② 减小轴瓦顶部间隙或增大上轴瓦轴承合金的宽度。
③ 减小轴颈与轴瓦的接触角，通常可减小5°～10°。
④ 降低润滑油动力粘度。例如提高油温或选用粘度较小的润滑油等。
⑤ 用平衡的方法将转子原有不平衡分量降至很小。
2、汽流激振
（1）产生的原因分析
汽流激振类振动有以下特点：a、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。b、强烈振动的频率约等于或低于高压转子一阶临界转速。c、汽流激振一般为正向涡动。d、发生汽流激振的部位在高压转子或再热中压转子段。
其主要原因是由于叶片受到不均衡的气体来流冲击从而发生汽流激振；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。
（2）故障解决措施
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。
3、转子热弯曲
（1）产生原因分析
转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态起机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。当弯曲的作用大于不平衡量时，振幅的减小发生在临界转速以上。
（2）故障解决措施
针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动，没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。
4、摩擦振动
（1）产生原因分析
摩擦振动的特征：一是由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频。但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。二是发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。由于重摩擦侧温度高于轻摩擦侧，导致转子径向截面上温度不均匀，局部加热造成转子热弯曲，产生一个新的不平衡力作用到转子上引起振动。
（2）故障解决措施
平时定时对汽轮机组进行维护，并对留意是否存在不和谐的机件摩擦声，确保及时发现问题并对相应机件进行维修或更换，避免因摩擦振动引起的机组运行故障。
三、对汽轮机异常振动故障原因查询的几点建议
汽轮发电机组振动异常是运行中最常见的故障之一，其发生的原因是多方面的，也是十分复杂的，与制造、安装、检修和运行水平有直接关系。发生异常振动时，建议从以下几方面分析判断。
1、振动的频率是1X、2X、1/2X等，振动的相位是否有变化及相邻相位的关系。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，振动的频率主要是1X，振动的相位一般不变化及相邻相位出现相同或相反，且重复性好。
2、与负荷的关系，其可能原因有：滑销系统不良；基础不均匀的沉降：主蒸汽管路布置不当，在热膨胀时汽缸施加了作用力；其他不正常的热变形引起机组中心线发生变化等。
四、结束语
汽轮机是火力发电厂的核心部分,汽轮机的安全稳定运行,对机组热效率和整个电厂经济性有重要影响。针对汽轮机异常振动这一常见故障，技术人员应充分分析产生的原因，找出故障点，并及时制定解决方案，确保汽轮机组正常安全运行。只有保证汽轮机的运行质量，才能确保电厂安全经济地运行工作，为企业创造最大的经济利益。
参考文献：
[1] 赵瑞林.关于发电机组异常振动的分析[J].工业科技，2005(8).
[2] 王东炎.发电机组异常振动排除[J].机械工业，2007，12.
[3] 陈有利.发电机组常见故障检测与排除[J].电力信息，2005，12.
[4] 艾欣芳.发电机组检修技术手册[J].机械研究与分析，2006(4).