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【摘 要】汽轮机异常振动是汽轮机运行过程中不可避免的故障，同时也是较为常见的故障。本文通过分析汽轮机异常振动产生的原因入手，并进一步提出解决问题的对策。
【关键词】汽轮机；异常振动；原因；解决对策
0.引言
汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，汽轮机异常振动是汽轮机运行过程中不可避免的故障，同时也是较为常见的故障。本文通过分析汽轮机异常振动产生的原因入手，并进一步提出解决问题的对策。
1.汽轮机异常振动产生的原因
1.1运行中中心不正
汽轮机启动时，如暖机时间不够，升速或加负荷太快，将引起汽缸受热膨胀不均匀，或者滑销系统有卡涩，使汽缸不能自由膨胀，均会使汽缸对转子发生相对歪斜，机组产生不正常的位移，造成振动。机组在运行中若真空下降，将使排汽温度升高，后轴承上抬，因而破坏机组的中心，引起振动。机组在进汽温度超过设计规范的条件下运行，将使其胀差和汽缸变形增加，如高压轴封向上抬起等。这样，会造成机组中心移动超过允许限度，引起振动。
1.2转子质量不平衡
运行中叶片折断、脱落或不均匀磨损、腐蚀、结垢，使转子发生质量不平衡。发电机转子绕组松动或不平衡等，均会使转子发生质量不平衡。这样，转子每转一转，就要受到一次不平衡质量所产生的离心力的冲击，这种离心力周期作用的结果，就发生振动。由于转子发生弹性弯曲而引起振动。转子发生弯曲，即使不引起汽轮机动静部件之间的摩擦，也会引起振动，其振动特性和由于转子质量不平衡振动的情况相似，不同之处是这种振动显著地表现为轴向振动。尤其当通过临界转速时，其轴向振幅增大得更为显著。由于轴承油膜不稳定或受到破坏而引起振动。油膜不稳定或破坏，将会使轴瓦乌金很快烧毁，进而将引起因受热而使轴颈弯曲，以致造成剧烈的振动。由于水冲击而引起振动。当蒸汽中带水进入汽轮机内，发生水冲击时，将造成转子轴向推力增大和产生很大的不平衡扭力，进而使转子产生剧烈的振动，甚至烧毁推力瓦。由于发电机内部故障而引起振动。如发电机转子和静子之间的空气隙不均匀、发电机转子绕组短路等，均会引起机组振动。
1.3轴承标高不合理
不管是汽轮机还是发电机转子，其两端都是由轴承支撑的，如果两端的轴承标高不在一个合理的范围内，则两端轴承的负荷分配就不合理。因此在机组大修或者安装期间，应该根据制造厂家的建议，再结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行认真的调整。因为制造厂家提供的数据是根据机组冷态时的情况再综合一般机组受热后膨胀的情况得出的，由于各台机组的实际情况不尽相同，因此受热后的膨胀也不完全一样，所以必须结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行调整。
1.4油膜不稳或破坏
这种振动特点是，振幅时大时小，变动时，振幅特别大，轴带的间隙过大，油量不足，油质不良，油过高或过低，油质粘度大等。
2.汽轮机异常振动的解决对策
2.1汽流激振的解决对策
针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间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，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从5T/h到50/h的给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。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来避免汽流激振的产生。
2.2转子热变形的解决对策
转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个“凹谷”，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下；当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。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。
2.3摩擦振动的解决对策
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。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩擦振动的机理：对汽轮机转子来讲，摩擦可以产生抖动、涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。动静摩擦时圆周上各点的摩擦程度是不同的，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。
2.4转子中心孔进油的解决对策
停机后机组进行盘车，来自喷油管的润滑油对盘车大齿轮进行润滑，此时，该股润滑油也随外界空气进入转子中心孔。随着机组启停次数增加，进入中心孔的润滑油也越积越多。对转子中心孔探伤时，里面涂的油一定要清理干净，并把堵头堵好。由于汽轮机转子中心孔堵头上的排气孔与外界相通是发生转子中心孔进油的主要原因，因此在安装时应进行检查，若发现有排气孔就应把它堵死。制造厂应取消汽轮机转子中心堵头的排气孔或者采用实心转子。有些转子中心孔进油是从转子前面吸入的，所以安装时还要检查调速器小轴是否存在进油的隐患。
3.结束语
综上所述，汽轮机运行中发生振动，不仅会影响机组的经济性，而且会直接威胁机组的安全运行。因此，在汽轮机启动和运行中，如振动超过允许值，应及时采取相应措施，以免造成事故。当振动超过允许极限值时，实行紧急停机，以保护机组的安全。
【参考文献】
［１］王玉平.汽轮机异常振动的分析和治理[J].科学之友：下旬.2011.04.
【关键词】汽轮机；异常振动；原因；解决对策
0.引言
汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，汽轮机异常振动是汽轮机运行过程中不可避免的故障，同时也是较为常见的故障。本文通过分析汽轮机异常振动产生的原因入手，并进一步提出解决问题的对策。
1.汽轮机异常振动产生的原因
1.1运行中中心不正
汽轮机启动时，如暖机时间不够，升速或加负荷太快，将引起汽缸受热膨胀不均匀，或者滑销系统有卡涩，使汽缸不能自由膨胀，均会使汽缸对转子发生相对歪斜，机组产生不正常的位移，造成振动。机组在运行中若真空下降，将使排汽温度升高，后轴承上抬，因而破坏机组的中心，引起振动。机组在进汽温度超过设计规范的条件下运行，将使其胀差和汽缸变形增加，如高压轴封向上抬起等。这样，会造成机组中心移动超过允许限度，引起振动。
1.2转子质量不平衡
运行中叶片折断、脱落或不均匀磨损、腐蚀、结垢，使转子发生质量不平衡。发电机转子绕组松动或不平衡等，均会使转子发生质量不平衡。这样，转子每转一转，就要受到一次不平衡质量所产生的离心力的冲击，这种离心力周期作用的结果，就发生振动。由于转子发生弹性弯曲而引起振动。转子发生弯曲，即使不引起汽轮机动静部件之间的摩擦，也会引起振动，其振动特性和由于转子质量不平衡振动的情况相似，不同之处是这种振动显著地表现为轴向振动。尤其当通过临界转速时，其轴向振幅增大得更为显著。由于轴承油膜不稳定或受到破坏而引起振动。油膜不稳定或破坏，将会使轴瓦乌金很快烧毁，进而将引起因受热而使轴颈弯曲，以致造成剧烈的振动。由于水冲击而引起振动。当蒸汽中带水进入汽轮机内，发生水冲击时，将造成转子轴向推力增大和产生很大的不平衡扭力，进而使转子产生剧烈的振动，甚至烧毁推力瓦。由于发电机内部故障而引起振动。如发电机转子和静子之间的空气隙不均匀、发电机转子绕组短路等，均会引起机组振动。
1.3轴承标高不合理
不管是汽轮机还是发电机转子，其两端都是由轴承支撑的，如果两端的轴承标高不在一个合理的范围内，则两端轴承的负荷分配就不合理。因此在机组大修或者安装期间，应该根据制造厂家的建议，再结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行认真的调整。因为制造厂家提供的数据是根据机组冷态时的情况再综合一般机组受热后膨胀的情况得出的，由于各台机组的实际情况不尽相同，因此受热后的膨胀也不完全一样，所以必须结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行调整。
1.4油膜不稳或破坏
这种振动特点是，振幅时大时小，变动时，振幅特别大，轴带的间隙过大，油量不足，油质不良，油过高或过低，油质粘度大等。
2.汽轮机异常振动的解决对策
2.1汽流激振的解决对策
针对汽轮机组汽流激振的特征，其故障分析要通过长时间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，观察曲线的变化趋势和范围。通过改变升降负荷速率，从5T/h到50/h的给水量逐一变化的过程，观察曲线变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。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来避免汽流激振的产生。
2.2转子热变形的解决对策
转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个“凹谷”，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下；当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。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。
2.3摩擦振动的解决对策
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。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。三是降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩擦振动的机理：对汽轮机转子来讲，摩擦可以产生抖动、涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。动静摩擦时圆周上各点的摩擦程度是不同的，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。
2.4转子中心孔进油的解决对策
停机后机组进行盘车，来自喷油管的润滑油对盘车大齿轮进行润滑，此时，该股润滑油也随外界空气进入转子中心孔。随着机组启停次数增加，进入中心孔的润滑油也越积越多。对转子中心孔探伤时，里面涂的油一定要清理干净，并把堵头堵好。由于汽轮机转子中心孔堵头上的排气孔与外界相通是发生转子中心孔进油的主要原因，因此在安装时应进行检查，若发现有排气孔就应把它堵死。制造厂应取消汽轮机转子中心堵头的排气孔或者采用实心转子。有些转子中心孔进油是从转子前面吸入的，所以安装时还要检查调速器小轴是否存在进油的隐患。
3.结束语
综上所述，汽轮机运行中发生振动，不仅会影响机组的经济性，而且会直接威胁机组的安全运行。因此，在汽轮机启动和运行中，如振动超过允许值，应及时采取相应措施，以免造成事故。当振动超过允许极限值时，实行紧急停机，以保护机组的安全。
【参考文献】
［１］王玉平.汽轮机异常振动的分析和治理[J].科学之友：下旬.2011.04.