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[摘 要]汽轮机是电厂正常运行的关键设备，也是电厂运行中极易发生故障的设备。本文分析了汽轮机振动的常见原因，并针对性的提出了解决汽轮机振动的主要策略。
[关键词]汽轮机振动 常见原因 处理策略
中图分类号：TK268.1 文献标识码：TK 文章编号：1009―914X（2013）22―0346―01
一、汽轮机振动的常见原因分析
汽轮机的组成零件众多，结构复杂，在运行过程中常常会因为各种原因产生振动，下面重点分析引起汽轮机振动的三点常见原因。
1、转子质量不平衡及转子弯曲引起的汽轮机振动
转子质量不平衡是引起汽轮机振动的最主要原因，转子弯曲则会导致转子在转动时产生不平衡离心力，从而导致汽轮机振动。造成转子质量不平衡的原因众多，加工转子时转子内孔与转动中心不同心，或是转子质量关于转动中心不对称均会导致转子质量不平衡，转子锻造加工过程中残余变形过大则会造成转子挠度过大，使得转子在转动过程中发生振动。汽轮机运行常常会造成转子磨损，导致转子叶片、拉筋断落，还能使转子叶片产生不均匀盐垢，进行转子维修和零件更换也有可能造成转子不平衡导致汽轮机运行振动。转子质量不平衡程度越大，汽轮机振动幅度越大，转子转动频率越快汽轮机振动频率越快，汽轮机所受载荷不影响其振动幅度与振动频率。汽轮机振动特点与转子弯曲变形原因密切相关：汽轮机因转子永久弯曲产生振动，当转子转速超过临界转速时，汽轮机的振动幅度便会显著增大；汽轮机启动及停机过程中也会因为温度变化不均导致转子弹性热弯曲，造成汽轮机振动。缓解转子弹性热弯曲导致的汽轮机振动可通过重新启动汽轮机，降低汽轮机转速，延长汽轮机暖机时间等多种方式。此外，汽轮机启动或运行过程中还会发生摩擦现象，造成汽轮机振动。如果摩擦程度较轻，汽轮机振动幅度一般较小，振动现象也会随着时间推移而减弱；如果摩擦程度过大，汽轮机转动轴便会因为受热不均而发生热弯曲，加剧转子不平衡现象，这种现象又会加剧汽轮机摩擦问题，振动现象不仅不会随时间推移而有所缓解，还会越来越严重。解决此类汽轮机振动问题，应及时切断汽轮机汽，停运汽轮机，避免转子产生永久性变形。转子锻造加工材料质量性能不佳会造成转子因受热而产生弯曲变形，从而造成汽轮机振动，这种情况下汽轮机的振动幅度随着所受载荷的增大而增大，振幅随受载大小的变化还具有一定的滞后性，滞后程度的大小则与转子结构、质量等参数有关。汽轮机组装操作不合理常会造成汽轮机部件配合不良和转子弯曲变形等问题，造成汽轮机运行过程中的振动问题。轮毂端面彼此不平行或轴向间隙不足造成的汽轮机振动，其振幅通常与汽轮机所受载荷大小成正比，振动情况还会随着汽轮机运行时间的增长而逐渐得以缓解，甚至消失。
2、中心不正引起的汽轮机振动
中心不正引起的汽轮机振动是指，汽轮机与发电机转子联轴器存在较大中心偏差及联轴器问题所引起的汽轮机振动。这种情况下的汽轮机振动频率与转子转动频率一致，振动情况与汽轮机所受载荷无关，其振动则呈正弦形。中心不正引起的汽轮机振动受转子和轴承油膜的弹性影响较大，只有当轴承与存在问题的联轴器之间距离较小时，汽轮机才具有较明显的振动。联轴器两侧轴承的振动相位与联轴器中心情况密切相关，联轴器中心错位会导致轴承振动相位相反，联轴器中心张口则会造成轴承振动相位相同。挠性联轴器中心位置一旦不能自动校准，必然会导致其所连接的转子中心不正，造成汽轮机振动。联轴器耦合元件之间无法正常啮合会造成传递扭矩在联轴器圆周上出现不均匀分布，导致汽轮机振动。转子轴线中心不同心，汽缸热膨胀受到阻碍，蒸汽管道热膨胀补偿不够或膨胀受阻等情况也是造成汽轮机振动的重要原因。轴承座与排汽缸一体会导致排气口在真空压差下的下沉，造成转子中心位置不正。转子中心位置不正会使得钢性联轴器对所受载荷的再次分配，在轴承载荷重新分配的过程中油膜动力会变得极不稳定，从而造成汽轮机振动；挠性联轴器的转子在中心位置不正时则会发生剧烈磨擦，造成汽轮机振动。
3、汽轮机轴承的轴向振动
轴承的轴向振动是汽轮机运行过程中的常见问题，轴承振动频率与其转速一致。导致汽轮机轴承产生轴向振动的主要原因包括：轴承受载中心与其底座几何中心不重合，轴承底座不稳固，以及轴承底座的轴向振动。弯曲变形的转子旋转会造成轴承底座的偏移，轴承由于无法产生偏移而只能发生轴向振动。轴向振动的振幅与转子弯曲变形程度密切相关，轴承振动的相位则由转子弯曲变形的形状所决定。弯曲变形的转子转动会导致轴颈偏转，油膜的受力中心则会随转速不断变化，造成轴承底座轴向振动。
二、汽轮机振动原因的处理策略
為有效解决汽轮机振动问题，应在对汽轮机振动进行准确诊断后再采取合适的解决方式进行处理，下面具体从汽轮机振动的诊断和汽轮机振动的解决方式等两方面进行分析。
1、汽轮机振动的诊断
对于汽轮机振动的诊断要特别注意对于信号的采集与分析，汽轮机振动诊断工作中常采用FFT技术，这样可有效提高信号的稳定性，增强信号的可用性。然而，信号的稳定性通常较差，这也给信号的采集与分析带来了极大困难，利用先进科学技术成果提高对信号的分辨率是有效的解决途径，时频分析与变时基FFT是我国目前常用的信号分析处理技术。深刻了解汽轮机振动故障机理是提高汽轮机振动诊断准确性的重要条件，通过实验室模拟、现场试验和计算机等方法进行故障模型、故障征兆和故障规律研究是目前我国的主要研究方向；在实际工作中常常会对故障进行模拟性试验研究，确认故障分析模型，开发出相应的分析软件，从而准确根据实际条件实现对故障模拟实验，采用这种方法一定要注意模型的准确性与软件的适用性。振动检验法是目前汽轮机振动诊断工作中常用的诊断方法。汽轮机发生振动的同时常常伴随着噪声，可利用噪声进行故障分析，确定汽轮机具体的故障部件及故障类型，为了提高汽轮机振动故障的诊断效率还可以根据以往的诊断工作经验，进行细致研究分析，开发出相应的汽轮机故障诊断系统，实现汽轮机故障诊断的自动化，也可对汽轮机运行状态进行实时监测，从而做到及时发现并解决问题。
2、汽轮机振动的解决方式
频谱分析是目前解决汽轮机振动故障的重要方式，频谱分析主要包括频谱有幅值谱和功率谱，频谱有幅值谱主要针对汽轮机振幅的变化，功率谱则主要振动汽轮机振动的频率变化。利用频谱分析法解决汽轮机振动故障应该注意对汽轮机故障方式的推理，通常可使用不同层次的频谱进行故障方式的推理。低频段、中频段和高频段可用于故障部位的确定，次谐波、超谐波和工频则主要用于故障范围的确定。对于汽轮机振动故障来源的确定工作较为复杂，应在排除噪声等干扰因素的条件下确定振动来源。汽轮机不同部件振动会产生不同的振动频率，特征频率的有效利用可大大提高对振动部件确定的准确性，认真分析特征频率是确定汽轮机主要振动成分的重要方法。
三、结束语：
1、汽轮机是发电站，尤其是火力发电站的重要设备，其工作性能对发电站的顺利运行起到了至关重要的作用，发电站要加强对汽轮机工作运行的重视程度，要及时解决汽轮机的振动问题。
2、引起汽轮机振动的原因多种多样，既有汽轮机制造、组装不当所造成的振动，又有汽轮机运行、维护不当所造成的振动。为了尽可能避免汽轮机运行过程中发生振动故障，应加强对汽轮机制造、运行等各个环节的重视程度。
3、汽轮机运行过程中的振动难以避免，一旦发生应先对振动原因、振动机理认真分析，再采取针对性的处理措施，保证汽轮机的正常运行。
参考文献
[1] 王士勇.汽轮机振动常见原因及消除对策浅谈[J].科技资讯，2012（06）
[2] 张明华.探析汽轮机振动的常见原因与处理策略[J].科技论坛，2011（09）
[关键词]汽轮机振动 常见原因 处理策略
中图分类号：TK268.1 文献标识码：TK 文章编号：1009―914X（2013）22―0346―01
一、汽轮机振动的常见原因分析
汽轮机的组成零件众多，结构复杂，在运行过程中常常会因为各种原因产生振动，下面重点分析引起汽轮机振动的三点常见原因。
1、转子质量不平衡及转子弯曲引起的汽轮机振动
转子质量不平衡是引起汽轮机振动的最主要原因，转子弯曲则会导致转子在转动时产生不平衡离心力，从而导致汽轮机振动。造成转子质量不平衡的原因众多，加工转子时转子内孔与转动中心不同心，或是转子质量关于转动中心不对称均会导致转子质量不平衡，转子锻造加工过程中残余变形过大则会造成转子挠度过大，使得转子在转动过程中发生振动。汽轮机运行常常会造成转子磨损，导致转子叶片、拉筋断落，还能使转子叶片产生不均匀盐垢，进行转子维修和零件更换也有可能造成转子不平衡导致汽轮机运行振动。转子质量不平衡程度越大，汽轮机振动幅度越大，转子转动频率越快汽轮机振动频率越快，汽轮机所受载荷不影响其振动幅度与振动频率。汽轮机振动特点与转子弯曲变形原因密切相关：汽轮机因转子永久弯曲产生振动，当转子转速超过临界转速时，汽轮机的振动幅度便会显著增大；汽轮机启动及停机过程中也会因为温度变化不均导致转子弹性热弯曲，造成汽轮机振动。缓解转子弹性热弯曲导致的汽轮机振动可通过重新启动汽轮机，降低汽轮机转速，延长汽轮机暖机时间等多种方式。此外，汽轮机启动或运行过程中还会发生摩擦现象，造成汽轮机振动。如果摩擦程度较轻，汽轮机振动幅度一般较小，振动现象也会随着时间推移而减弱；如果摩擦程度过大，汽轮机转动轴便会因为受热不均而发生热弯曲，加剧转子不平衡现象，这种现象又会加剧汽轮机摩擦问题，振动现象不仅不会随时间推移而有所缓解，还会越来越严重。解决此类汽轮机振动问题，应及时切断汽轮机汽，停运汽轮机，避免转子产生永久性变形。转子锻造加工材料质量性能不佳会造成转子因受热而产生弯曲变形，从而造成汽轮机振动，这种情况下汽轮机的振动幅度随着所受载荷的增大而增大，振幅随受载大小的变化还具有一定的滞后性，滞后程度的大小则与转子结构、质量等参数有关。汽轮机组装操作不合理常会造成汽轮机部件配合不良和转子弯曲变形等问题，造成汽轮机运行过程中的振动问题。轮毂端面彼此不平行或轴向间隙不足造成的汽轮机振动，其振幅通常与汽轮机所受载荷大小成正比，振动情况还会随着汽轮机运行时间的增长而逐渐得以缓解，甚至消失。
2、中心不正引起的汽轮机振动
中心不正引起的汽轮机振动是指，汽轮机与发电机转子联轴器存在较大中心偏差及联轴器问题所引起的汽轮机振动。这种情况下的汽轮机振动频率与转子转动频率一致，振动情况与汽轮机所受载荷无关，其振动则呈正弦形。中心不正引起的汽轮机振动受转子和轴承油膜的弹性影响较大，只有当轴承与存在问题的联轴器之间距离较小时，汽轮机才具有较明显的振动。联轴器两侧轴承的振动相位与联轴器中心情况密切相关，联轴器中心错位会导致轴承振动相位相反，联轴器中心张口则会造成轴承振动相位相同。挠性联轴器中心位置一旦不能自动校准，必然会导致其所连接的转子中心不正，造成汽轮机振动。联轴器耦合元件之间无法正常啮合会造成传递扭矩在联轴器圆周上出现不均匀分布，导致汽轮机振动。转子轴线中心不同心，汽缸热膨胀受到阻碍，蒸汽管道热膨胀补偿不够或膨胀受阻等情况也是造成汽轮机振动的重要原因。轴承座与排汽缸一体会导致排气口在真空压差下的下沉，造成转子中心位置不正。转子中心位置不正会使得钢性联轴器对所受载荷的再次分配，在轴承载荷重新分配的过程中油膜动力会变得极不稳定，从而造成汽轮机振动；挠性联轴器的转子在中心位置不正时则会发生剧烈磨擦，造成汽轮机振动。
3、汽轮机轴承的轴向振动
轴承的轴向振动是汽轮机运行过程中的常见问题，轴承振动频率与其转速一致。导致汽轮机轴承产生轴向振动的主要原因包括：轴承受载中心与其底座几何中心不重合，轴承底座不稳固，以及轴承底座的轴向振动。弯曲变形的转子旋转会造成轴承底座的偏移，轴承由于无法产生偏移而只能发生轴向振动。轴向振动的振幅与转子弯曲变形程度密切相关，轴承振动的相位则由转子弯曲变形的形状所决定。弯曲变形的转子转动会导致轴颈偏转，油膜的受力中心则会随转速不断变化，造成轴承底座轴向振动。
二、汽轮机振动原因的处理策略
為有效解决汽轮机振动问题，应在对汽轮机振动进行准确诊断后再采取合适的解决方式进行处理，下面具体从汽轮机振动的诊断和汽轮机振动的解决方式等两方面进行分析。
1、汽轮机振动的诊断
对于汽轮机振动的诊断要特别注意对于信号的采集与分析，汽轮机振动诊断工作中常采用FFT技术，这样可有效提高信号的稳定性，增强信号的可用性。然而，信号的稳定性通常较差，这也给信号的采集与分析带来了极大困难，利用先进科学技术成果提高对信号的分辨率是有效的解决途径，时频分析与变时基FFT是我国目前常用的信号分析处理技术。深刻了解汽轮机振动故障机理是提高汽轮机振动诊断准确性的重要条件，通过实验室模拟、现场试验和计算机等方法进行故障模型、故障征兆和故障规律研究是目前我国的主要研究方向；在实际工作中常常会对故障进行模拟性试验研究，确认故障分析模型，开发出相应的分析软件，从而准确根据实际条件实现对故障模拟实验，采用这种方法一定要注意模型的准确性与软件的适用性。振动检验法是目前汽轮机振动诊断工作中常用的诊断方法。汽轮机发生振动的同时常常伴随着噪声，可利用噪声进行故障分析，确定汽轮机具体的故障部件及故障类型，为了提高汽轮机振动故障的诊断效率还可以根据以往的诊断工作经验，进行细致研究分析，开发出相应的汽轮机故障诊断系统，实现汽轮机故障诊断的自动化，也可对汽轮机运行状态进行实时监测，从而做到及时发现并解决问题。
2、汽轮机振动的解决方式
频谱分析是目前解决汽轮机振动故障的重要方式，频谱分析主要包括频谱有幅值谱和功率谱，频谱有幅值谱主要针对汽轮机振幅的变化，功率谱则主要振动汽轮机振动的频率变化。利用频谱分析法解决汽轮机振动故障应该注意对汽轮机故障方式的推理，通常可使用不同层次的频谱进行故障方式的推理。低频段、中频段和高频段可用于故障部位的确定，次谐波、超谐波和工频则主要用于故障范围的确定。对于汽轮机振动故障来源的确定工作较为复杂，应在排除噪声等干扰因素的条件下确定振动来源。汽轮机不同部件振动会产生不同的振动频率，特征频率的有效利用可大大提高对振动部件确定的准确性，认真分析特征频率是确定汽轮机主要振动成分的重要方法。
三、结束语：
1、汽轮机是发电站，尤其是火力发电站的重要设备，其工作性能对发电站的顺利运行起到了至关重要的作用，发电站要加强对汽轮机工作运行的重视程度，要及时解决汽轮机的振动问题。
2、引起汽轮机振动的原因多种多样，既有汽轮机制造、组装不当所造成的振动，又有汽轮机运行、维护不当所造成的振动。为了尽可能避免汽轮机运行过程中发生振动故障，应加强对汽轮机制造、运行等各个环节的重视程度。
3、汽轮机运行过程中的振动难以避免，一旦发生应先对振动原因、振动机理认真分析，再采取针对性的处理措施，保证汽轮机的正常运行。
参考文献
[1] 王士勇.汽轮机振动常见原因及消除对策浅谈[J].科技资讯，2012（06）
[2] 张明华.探析汽轮机振动的常见原因与处理策略[J].科技论坛，2011（09）