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摘 要：随着城市化建设进程的逐渐加快，电力供给在社会生产中的作用也越来越重要。汽轮机是电力发电厂中的重要组成部分，它的安全、稳定直接影响着发电机组的正常运行，因此电厂日常管理中汽轮机维护是一项重要的工作，每一位电力施工人员都需要具备汽轮机常见故障的分析和排除技能。本文主要分析了大型汽轮机机组常见的振动故障以及解决方法，希望可以给相关工作人员提供参考。
关键词：大型汽轮机机组；振动故障；解决方法
1、大型汽轮机故障分析
众所周知，火力发电厂发的电是我们日常用电的主要来源，而决定发电厂发电功能是否正常的正是发电厂发电机的这个关键组成部件——汽轮机组。汽轮机组总是发生故障，主要是由于汽轮机进行长时间的运行从而导致其关键部位受到磨损，这样就对发电机组的正常运行产生了很大负面影响。据研究发现，振动是造成汽轮机磨损的重要原因，又有很多因素会导致汽轮机发生振动，比如进汽的参数、疏水、所用油的温度和质量等，这些因素都对机组的振动有很大的影响[1]。可见，只要任何一个设备或介质都跟机组有关系，都有可能是机组发生异常振动的原因。
2、常见的汽轮机振动故障分析以及处理方法
2.1 对汽轮机常见的异常振动进行分析并排除
下面将会详细论述针对引起汽轮机组异常振动的主要原因 ：汽流激振、转子热变形、摩擦振动等三个主要方面 ：
2.1.1 汽流激振与故障排除
由于受到不均衡的气流冲击力，导致汽轮机组的叶片会发生汽流激振现象 ；而对于末级较长的大型机组来说，发生汽流激振现象的原因可能是由于在叶片膨胀末端，气体发生流道的紊乱。因此，较大量值的低频分量、振动的增大受负荷等等具有明显的影响，就成为汽流激振的明显标志。针对这两大特征，根据较长时间以来对每次机组振动记录的数据进行分析，将相关曲线绘制出来，再观察曲线的变化规律，总结成书面文字，方便以后的工作。经过一系列的实验表明，为了避免汽流激振的产生，可以采用降低负荷的变化速率的方式[2]。
2.1.2 由转子的热变形导致的机组异常振动特征和原因及其应对措施
引发汽轮机振动的原因还有很多，例如转子发生的热变形。这种情况的发生在很大程度上取决于转子的温度以及蒸汽参数。转子的热变形大多数都发生在带负荷阶段，也就是在机组启机定速之后，增加的是一倍频振幅。此时，随着转子的温度越来越大，材质内应力发生释放，从而引起转子发生热变形。同时，随着一倍频振动的增加相位也发生变化，从而导致转子发生弯曲变形，就引发了转子的异常振动。
2.1.3 摩擦振动的特征、原因与应对措施
汽轮机的摩擦振动有三个主要特征，一是在转子发生热弯曲或热变形时，会产生新的不平衡力，这时候振动信号的主频仍然是工频，不过可能会出现少量分频、倍频和高频分量，这是因为转子受到冲击的影响。二是在汽轮机发生摩擦时，具有波动特性的幅值和相位，其波动可能持续比较长的时间。但是，如果摩擦比较严重，振动的振幅会急剧增大，其幅值和相位停止波动。三是汽轮机的降速超过临界状态时，相对于正常升速时汽轮机发生的振动一般要大很多，转子在停止转动后会发现大轴的晃度有了很明显的增加。
2.2低压对轮螺栓挡风护板脱落
国内多台机组在汽轮机冲转过程中，当转速达到某一数值时，#4、5、6轴振动突然增大，#5轴振动更是严重超标。紧急停机后，检查发现靠近#5轴承的对轮螺栓挡风板脱落。挡风板分上下两半，对轮上有一个环形槽，用螺丝把护板固定在环形槽内。由于飞护板尺寸太小，或是对轮螺栓不合适，导致护板没有完全固定在环月封n内，在离心力达到一定数值时，把固定螺栓剪断，因此安装时一定要确认护板尺寸大小合适，并固定于飞环形槽内，不得外露。
2.3发电机侧轴振超标
发电机#7轴瓦振动超标在国内投产的多台机组中屡有出现，此处一般发生普通强迫振动，并与励磁电流有关，随其波动。导致此类情况发生的原因是发电机转子有变化的不平衡质量。例如：自身或其部件发生热变形、护环可恢复性位移、通风不顺畅、端部线圈热变形、转子与油挡、密封瓦摩擦。还有就是转子在制造厂“热老化”工艺过程不足。或者是转子线棒、槽楔随励磁电流的变化发生径向位移或匝间短路等电气故障。此类振动，现场一般的处理措施是：在低发对轮处加配重，并应兼顾低压缸两侧轴瓦振动。
#8轴瓦振动超标，此处轴振动处于合格范围，而瓦振动严重超标。此处振动与低压侧轴瓦振动超标的原因基本相同，都是属于飞轴承座支撑轴瓦的刚度不够。因此，现场应注意以下几个环节：
1）在机组的安装过程中，要保证发电机基础的二次灌浆质量，保证轴承座底板与台板、台板与基础、轴承座中分面间接触良好。
2）保证发电机端盖螺栓紧力足够且均匀。并要做定子负荷分配，按照安装工艺要求阶梯形布置垫片，保证定子承载均匀。
3）要避免氢气冷却器等部件产生共振引起发电机轴瓦振动增大。
2.4低压侧轴瓦振动超标
近年来国内大型机组低压侧轴瓦振动超标有以下几种：
某机组#6轴振动合格，而瓦振动超标。分析此类情况的，轴振动不大，说明转子不存在激振力大问题，而轴瓦振动大，根据现场情况分析有可能是轴承座对轴瓦的支撑刚度不够所致。现场采取了一此加固措施，但效果并不理想。根本的方法还是应从设计入手，选取轴承座刚度好的材料和设计形式等。
另外一种现象是某机组在试运行期间出现#6轴Y方向振动在一定范围内波动，而基频振动相对稳定，其两侧轴振动正常，同时在此振动轴承附近听到异音。经过现场分析判断，振动故障仅在#6轴承附近，随后停机检查#6轴瓦，发现上瓦块定位弹簧断裂，更换弹簧后机组重新启动，此处振动消失。
再者就是振动方式以基频为主，幅值和相位基本稳定，这种振动一般可通过做动平衡得到改善。
2.5励磁端轴振动超标
#9车由承为滑环外种端支撑轴承，很多现场也发生过#9轴振动超标问题，在额定转速下#9轴承振动超标，通过试验发现此处振动随转速升高而增大。分析原因一般是设计和安装过程中存在一定的问题。由于飞发电机转子和延伸段采用三支撑结构，延伸端转子相对细且长，因此，当延伸端存在原始不平衡或发电机转子一延伸段联轴器安装超差，导致#9轴颈晃度偏大时，#9轴承处就很可能产生很大的轴振动[3]。当发电机转子一延伸段联轴器连接螺栓紧力不足或不均匀时，随着运行时间的延长，联轴器中心也会发生偏差变化，从而引起不平衡，造成振动逐渐增大。一般此类情况现场最有效的办法还是动平衡。
结语：
汽轮机故障的危害非常严重，只有对异常部位进行定期检查和维护，才能减少汽轮机异常状况的发生。同时还要引进先进的管理技术，加强监督管理，尽可能的减少故障的发生。同时，发电厂还应该注意将技术引進和人才培养结合起来，不断创新岗位工作方式，加强技术性人才的培养，提高整体的工作效率和质量，从而促进大型发电厂机组的稳定运行。
参考文献：
[1]李振宇. 火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断[J]. 电子测试，2013，No.27412：243-244.
[2]宋光雄，张亚飞，宋君辉，何成兵，陈松平. 大型汽轮发电机组碰摩故障案例研究及分析[J]. 汽轮机技术，2013，v.55；No.20504：241-246.
[3]崔亚辉，张俊杰，徐亚涛，范永胜，江涛，冯坤. 大型机组振动故障的早期预警技术[J]. 电力系统自动化，2016，v.40；No.57804：136-139+151.
关键词：大型汽轮机机组；振动故障；解决方法
1、大型汽轮机故障分析
众所周知，火力发电厂发的电是我们日常用电的主要来源，而决定发电厂发电功能是否正常的正是发电厂发电机的这个关键组成部件——汽轮机组。汽轮机组总是发生故障，主要是由于汽轮机进行长时间的运行从而导致其关键部位受到磨损，这样就对发电机组的正常运行产生了很大负面影响。据研究发现，振动是造成汽轮机磨损的重要原因，又有很多因素会导致汽轮机发生振动，比如进汽的参数、疏水、所用油的温度和质量等，这些因素都对机组的振动有很大的影响[1]。可见，只要任何一个设备或介质都跟机组有关系，都有可能是机组发生异常振动的原因。
2、常见的汽轮机振动故障分析以及处理方法
2.1 对汽轮机常见的异常振动进行分析并排除
下面将会详细论述针对引起汽轮机组异常振动的主要原因 ：汽流激振、转子热变形、摩擦振动等三个主要方面 ：
2.1.1 汽流激振与故障排除
由于受到不均衡的气流冲击力，导致汽轮机组的叶片会发生汽流激振现象 ；而对于末级较长的大型机组来说，发生汽流激振现象的原因可能是由于在叶片膨胀末端，气体发生流道的紊乱。因此，较大量值的低频分量、振动的增大受负荷等等具有明显的影响，就成为汽流激振的明显标志。针对这两大特征，根据较长时间以来对每次机组振动记录的数据进行分析，将相关曲线绘制出来，再观察曲线的变化规律，总结成书面文字，方便以后的工作。经过一系列的实验表明，为了避免汽流激振的产生，可以采用降低负荷的变化速率的方式[2]。
2.1.2 由转子的热变形导致的机组异常振动特征和原因及其应对措施
引发汽轮机振动的原因还有很多，例如转子发生的热变形。这种情况的发生在很大程度上取决于转子的温度以及蒸汽参数。转子的热变形大多数都发生在带负荷阶段，也就是在机组启机定速之后，增加的是一倍频振幅。此时，随着转子的温度越来越大，材质内应力发生释放，从而引起转子发生热变形。同时，随着一倍频振动的增加相位也发生变化，从而导致转子发生弯曲变形，就引发了转子的异常振动。
2.1.3 摩擦振动的特征、原因与应对措施
汽轮机的摩擦振动有三个主要特征，一是在转子发生热弯曲或热变形时，会产生新的不平衡力，这时候振动信号的主频仍然是工频，不过可能会出现少量分频、倍频和高频分量，这是因为转子受到冲击的影响。二是在汽轮机发生摩擦时，具有波动特性的幅值和相位，其波动可能持续比较长的时间。但是，如果摩擦比较严重，振动的振幅会急剧增大，其幅值和相位停止波动。三是汽轮机的降速超过临界状态时，相对于正常升速时汽轮机发生的振动一般要大很多，转子在停止转动后会发现大轴的晃度有了很明显的增加。
2.2低压对轮螺栓挡风护板脱落
国内多台机组在汽轮机冲转过程中，当转速达到某一数值时，#4、5、6轴振动突然增大，#5轴振动更是严重超标。紧急停机后，检查发现靠近#5轴承的对轮螺栓挡风板脱落。挡风板分上下两半，对轮上有一个环形槽，用螺丝把护板固定在环形槽内。由于飞护板尺寸太小，或是对轮螺栓不合适，导致护板没有完全固定在环月封n内，在离心力达到一定数值时，把固定螺栓剪断，因此安装时一定要确认护板尺寸大小合适，并固定于飞环形槽内，不得外露。
2.3发电机侧轴振超标
发电机#7轴瓦振动超标在国内投产的多台机组中屡有出现，此处一般发生普通强迫振动，并与励磁电流有关，随其波动。导致此类情况发生的原因是发电机转子有变化的不平衡质量。例如：自身或其部件发生热变形、护环可恢复性位移、通风不顺畅、端部线圈热变形、转子与油挡、密封瓦摩擦。还有就是转子在制造厂“热老化”工艺过程不足。或者是转子线棒、槽楔随励磁电流的变化发生径向位移或匝间短路等电气故障。此类振动，现场一般的处理措施是：在低发对轮处加配重，并应兼顾低压缸两侧轴瓦振动。
#8轴瓦振动超标，此处轴振动处于合格范围，而瓦振动严重超标。此处振动与低压侧轴瓦振动超标的原因基本相同，都是属于飞轴承座支撑轴瓦的刚度不够。因此，现场应注意以下几个环节：
1）在机组的安装过程中，要保证发电机基础的二次灌浆质量，保证轴承座底板与台板、台板与基础、轴承座中分面间接触良好。
2）保证发电机端盖螺栓紧力足够且均匀。并要做定子负荷分配，按照安装工艺要求阶梯形布置垫片，保证定子承载均匀。
3）要避免氢气冷却器等部件产生共振引起发电机轴瓦振动增大。
2.4低压侧轴瓦振动超标
近年来国内大型机组低压侧轴瓦振动超标有以下几种：
某机组#6轴振动合格，而瓦振动超标。分析此类情况的，轴振动不大，说明转子不存在激振力大问题，而轴瓦振动大，根据现场情况分析有可能是轴承座对轴瓦的支撑刚度不够所致。现场采取了一此加固措施，但效果并不理想。根本的方法还是应从设计入手，选取轴承座刚度好的材料和设计形式等。
另外一种现象是某机组在试运行期间出现#6轴Y方向振动在一定范围内波动，而基频振动相对稳定，其两侧轴振动正常，同时在此振动轴承附近听到异音。经过现场分析判断，振动故障仅在#6轴承附近，随后停机检查#6轴瓦，发现上瓦块定位弹簧断裂，更换弹簧后机组重新启动，此处振动消失。
再者就是振动方式以基频为主，幅值和相位基本稳定，这种振动一般可通过做动平衡得到改善。
2.5励磁端轴振动超标
#9车由承为滑环外种端支撑轴承，很多现场也发生过#9轴振动超标问题，在额定转速下#9轴承振动超标，通过试验发现此处振动随转速升高而增大。分析原因一般是设计和安装过程中存在一定的问题。由于飞发电机转子和延伸段采用三支撑结构，延伸端转子相对细且长，因此，当延伸端存在原始不平衡或发电机转子一延伸段联轴器安装超差，导致#9轴颈晃度偏大时，#9轴承处就很可能产生很大的轴振动[3]。当发电机转子一延伸段联轴器连接螺栓紧力不足或不均匀时，随着运行时间的延长，联轴器中心也会发生偏差变化，从而引起不平衡，造成振动逐渐增大。一般此类情况现场最有效的办法还是动平衡。
结语：
汽轮机故障的危害非常严重，只有对异常部位进行定期检查和维护，才能减少汽轮机异常状况的发生。同时还要引进先进的管理技术，加强监督管理，尽可能的减少故障的发生。同时，发电厂还应该注意将技术引進和人才培养结合起来，不断创新岗位工作方式，加强技术性人才的培养，提高整体的工作效率和质量，从而促进大型发电厂机组的稳定运行。
参考文献：
[1]李振宇. 火力发电厂大型汽轮机振动异常分析及故障判断[J]. 电子测试，2013，No.27412：243-244.
[2]宋光雄，张亚飞，宋君辉，何成兵，陈松平. 大型汽轮发电机组碰摩故障案例研究及分析[J]. 汽轮机技术，2013，v.55；No.20504：241-246.
[3]崔亚辉，张俊杰，徐亚涛，范永胜，江涛，冯坤. 大型机组振动故障的早期预警技术[J]. 电力系统自动化，2016，v.40；No.57804：136-139+151.