汽轮机振动故障的原因及处理

【前言】汽轮机振动故障的原因及处理由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。一、汽轮机的结构与振动特点分析 1、汽轮机的结构分析 从运转的角度来看，汽轮机的结构可分为两个部分，一个部分为转动部分，另一个为静止部分。在这个结构系统中，转动的部分主要由主轴、叶片联轴器以及叶轮等部件构成，成为转子；静止的部分主要是以汽缸、隔板、轴...

摘要：近年来，伴随着国家经济的快速发展，能源环保和资源重复利用问题显得尤为重要，汽轮机凭着节约燃料，提高经济性的优势，得到越来越广泛的应用。本文主要对汽轮机振动故障的原因及处理进行了简要分析。

关键词：汽轮机；振动故障；处理

中图分类号：U664文献标识码： A

引言

故障诊断是汽轮机维护管理工作的重要内容之一，在生产实际当中，汽轮机是关键设备，但由于系统复杂，而且运行的环境特殊，因此汽轮机的故障效率非常高，并产生一定的危害性。汽轮机的振动故障就是其中一种常见故障模式之一，本文将以汽轮机常见振动故障为研究主线，在分析故障问题的基础上，对如何采取诊断的方法，展开深入探讨。

一、汽轮机的结构与振动特点分析

1、汽轮机的结构分析

从运转的角度来看，汽轮机的结构可分为两个部分，一个部分为转动部分，另一个为静止部分。在这个结构系统中，转动的部分主要由主轴、叶片联轴器以及叶轮等部件构成，成为转子；静止的部分主要是以汽缸、隔板、轴承等组成，称为定子。从汽轮机进汽压力与温度等级来看，则通常将汽轮机整体分为高压缸、中压缸以及低压缸，汽缸外部还连接有进汽、排汽、回热抽汽及输水管道等。一般汽轮机结构中，往往机组轴承包括径向的轴承和推力轴承，径向轴承在确保转子在汽缸中的径向位置的同时，还保证了转子与汽缸的中心线一致，推力轴承则确定了转子的轴向位置，并确保了汽轮机动静部分的间隙。在汽轮机的运行过程中，为减少摩擦和对汽轮机的影响，通常采用在汽轮机上加装一个高压顶轴装置与低速自动盘车的装置来减少对其轴承的损坏。

2、汽轮机振动特点分析

汽轮机的振动特点表现在其第一次启动升速到超过其临界转速的时候，通过对轴承振动的大小来判断汽轮机是否产生故障。如果情况良好，则可以判断汽轮机转子与拖带机组的转子在当前处于平衡的状态，轴承未有任何的损伤。若要在停机后对汽轮机的末级的叶轮进行配重，应注意先在其空载的时候，保持其空转速度在3000转/每分钟，同时将下轴承基频振动降到安全线以下方可进行操作。待机组的配置再次发动之后，根据相关的标准是将轴承的垂直的振动调整为15，同时带负荷在20MW的时候，其振动基本不变。待振动升到91.7时，这个时候要及时打闸停机，并且在这个时候大轴的扰度比在开机的时候要大100.当在进行第三次启动的时候，在后汽封的温度达到300度的时候，并且在90.7的时候，要打闸和停机。机组在整个启动过程中造成的振动突增，会导致监测系统报警，说明汽轮机的故障在逐渐的恶化。

二、汽轮机常见振动故障问题分析

汽轮机常见振动故障问题有4种类型，分别为滑销系统不畅导致振动、汽轮机叶片脱落导致振动、汽轮机前箱振动、轴向振动。这几种振动故障对汽轮机的正常运行具有很大的负面影响，而且潜在某些危险性的因素，具体故障问题如下：

1、滑销系统不畅导致振动。某厂使用了容量25MW的高参数调整抽气背式汽轮机，在使用的时候，存在轴承振动偏高的问题，而且调节系统和盘车运行不稳定，后来更换了转子，启动后虽然振动情况稍缓，但过一段时间后振动故障又突然出现，现场维修人员发现是因为滑销系统不畅而导致振动故障。

2、汽轮机叶片脱落。汽轮机的末级叶片、次末级叶片脱落事故较为常见，其产生的迹象是汽轮机运行时振动骤然增大，机组基础振动异常，现场打闸停机，但由于汽轮机叶片脱落现场距离控制室距离较远，因此仅有振动探头显示振动增大。

3、汽轮机前箱振动。某厂使用了型号为C50-90/13-1的汽轮发电机，原装为单缸冲动一级，后来调整为抽气凝气式机组，但在运行的过程中，发现前箱振动厉害，利用水平振动频谱进行分析，发现七倍频所占比例最大。

4、轴向振动。某汽轮机厂使用了50MW的汽轮发电机，瓦轴振动过大，利用现场平衡法，将配重块安装在联袂节处，将原来20mm/s的振动频率，减至14mm/s，但不能够彻底消除轴向振动。

三、振动故障危害

汽轮机在生产系统中起到心脏的作用，其工作异常直接影响到整个生产系统的正常运转，牵动着人们的生活。所以，对于机组的振动异常更不能小觑，力争做到早发现早解决。然而，在生产过程中，我们很难知晓汽轮机潜在的危害点、危害发生几率和危害程度的大小等，下面我们针对汽轮机振动故障危害作详细的阐述。

1、密封不严。密封不严导致的机组振动异常的故障率占40％以上，主要是振动使低压端部轴封遭到破坏所致。由微小空隙进入低压缸中的空气，使真空度降低；相反，高压端部分较大的漏气量致使转子弯曲，蒸汽渗入油系统，油纯度不足，油质乳化。

2、汽封破坏。隔板与隔板间采用汽封的方式密封。一旦汽封被破坏，增大的漏汽量加大了各级间的压力差，使转子产生了轴向推力。

3、滑销系统损坏。当机组发生较大振动时，滑销承受巨大冲击力，机组就会发生不均匀热膨胀，造成过大的挤压力，损坏滑销系统。

4、耐疲劳强度减弱。转动部分是汽轮机机组的核心机件，振动致使其疲劳强度降低，造成工作不能正常运行。

5、机组调速系统摆动不稳定。振动不正常造成调速系统的部件磨损严重，迟缓率增加，使调速系统摆动不稳定。

上述几点充分证明：汽轮机的安全经济运行取决于机组能否正常、规律的振动。汽轮机复杂的振动一直成为国内外学者高度关注的问题之一，找出振动的原因，如何精确确定发生振动的部位，采取何种解决方案，发生振动会危及到其它哪些零部件以及危害大小都是当今社会亟待解决的问题。

四、振动故障处理措施

振动问题直接影响汽轮机组的正常工作，其复杂度不容忽视。针对工作现场汽轮机可能产生的振动故障问题，提出了如下应对措施：

首先，刚度检测是重中之重。技术人员对汽轮机数据采集，及时数据处理，并与标准数据进行对照做出判断。掌握工作刚度范围、共振条件和刚度极值点。做到技术人员不离机组，实时监测，防患于未然。

其次，机组带负荷和空载试运行必不可少。为确保汽轮机顺利工作，发生异常振动的几率降低，新安装或检修后的机组应经过带负荷和空载试运行，测试密封、汽封、滑销系统等均达到合格标准，才可以投入生产。

再次，设置智能化监测装置。设计并安装智能化监测装置是汽轮机发生振动异常的有效措施。对正常监测困难点安装各种传感器设施，监测振动情况，及时报告工作异常点。同时，有序地安排技术人员，及时处理发出报警部位机组，杜绝扩大损坏，以免造成事故。

最后，安装振动保护装置。当智能化监测装置监测出异常振动点后，会发出报警信号，通过自动控制装置命令振动保护装置自动切断电路，关闭主汽门，紧急停机。于此同时，技术人员采取拯救办法，保护机组设备安全。

汽轮机支撑国家能源环保事业的快速发展，随着机组容量的增大，汽轮机安全、稳定运行显得更加重要。对不可避免的振动问题应采取有效地解决措施，以免造成重大的安全事故。同时对汽轮机设置智能化监测、保护装置必不可少。

结束语

汽轮机振动会对整个系统产生非常不利的影响，能够带来极大的不安全隐患，对人们正常的生产生活带了极大的不便。因此，在以后的汽轮机运行使用和维护过程中，我们要严格进行检查，避免产生振动故障。在汽轮机组的设计、制造，运行维护和保养，以及安装和检修过程中，各个方面都做到精益求精，实时监测，及时发现振动问题并解决问题，确保机组的正常运行使用，为国家的经济发展起到带动作用。

参考文献

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