电厂发电机异常振动故障分析

摘 要：本文对电厂发电机异常振动故障进行了如下分析，电厂发电机异常振动造成的危害分析，电厂发电机发生异常振动的原因分析等问题。

关键词：发电机；振动；故障

1. 电厂发电机异常振动造成的危害分析

发电机在正常的运行状态下，本身存在一定程度的振动，这种振动具有一定的周期和规律，它是汽轮发电机组在正常运行工作下产生的一种正常现象。由于该振动的振动幅度较小，且具有一定的规律，因此对机器的运行产生的影响在允许范围内，不会对机器产生危害。发电机组的异常振动对机器的影响则是有害的，它的振动幅度远远超出了发电机组的承受范围。

电厂发电机异常振动造成的危害主要有以下几个方面：

第一，机组连接处的部件由于振动异常，造成连接松动，常见的主要现象为地脚螺丝发生松动或断裂；

第二，振动异常导致基座的二次浇灌体发生松动，致使基础处出现裂缝；

第三，通流部分的封轴装置由于异常振动产生相互摩擦，磨损严重甚至造成设备主轴弯曲；

第四，滑销在异常振动下磨损，严重时这种磨损会影响到发电机组正常的热膨胀能力，进而对机组的安全造成一定的隐患，引发更为严重的事故；

第五，异常振动会使汽轮发电机组的叶片产生一定的应力，当应力过高时会造成叶片折断的严重事故；

第六，发电机的转子护环在异常振动下松弛并发生一定的磨损，严重时会造成芯环破损和线路的绝缘磨损现象，致使设备发生接地和短路。

另外危机保安器的异常报警以及发电机组的异常磨损等也都是由于发电机的异常振动造成的。

从上面发电机异常振动对发电机组造成的危害可以看出，异常振动是一种严重的机器故障，对设备的安全运行产生极大的威胁。为了可以保证发电机组的正常运行，工作人员应当在发现机组异常振动的第一时间，准确迅速的找出造成机组异常振动的原因，并采取相应的措施消除振动，决不能允许机组在异常振动的情况下继续运行。

2. 电厂发电机发生异常振动的原因分析

电厂的汽轮发电机组的异常振动是一种较为常见且复杂的运行故障，这种异常振动受到很多因素的影响，任何一个跟机体本身有关的设备或介质都可能是造成机组异常振动的原因，例如油温、油质、疏水等因素都可能是造成机组异常振动的原因。其中气流激振、摩擦振动以及转热子变形是造成电机的汽轮发电机组异常振动的主要原因。

2.1气流激振造成振动异常及故障排除措施

当发电机组的振动异常是由于气流激振引起的情况下，机器的运行会出现两个主要的特征，首先，机器振动较为敏感，尤其是受运行参数的影响较为明显，且增大具有突发性的特点；其次，设备运行中出现较大量值的低频分量。这两个主要特征是判断发电机组异常振动是否由于气流激振引起的主要标准，造成这两个主要现象的原因是汽轮发电机组的叶片受到不平衡的气体流冲击，产生一定程度的气流激振，另外，大型机组的末级较长，在汽轮发电机组的叶片膨胀末端气流会产生流道紊乱的现象也是造成汽流激振的原因之一。

对汽流激振引起的汽轮机组振动异常进行故障分析，首先需要对较长时间内机组每次发生异常振动的相关数据进行记录，并同时记录发电机组在满负荷条件下的运行数据，然后根据记录的数据做出曲线图，并对曲线图的走势及变化趋势进行分析。并通过以下两个途径来确定汽轮发电机组在汽流激振发生时的工作状态，第一，改变升降负荷的速率，使给水量从5吨每小时逐渐变化到50吨每小时，并观察给水量变化时曲线的变化情况；第二，调整汽轮发电机组在不同负荷下高压调速汽门的特性，使其可以达到消除汽流激振的效果。消除汽流激振的有效途径主要就是降低升降负荷的变化速率和改变负荷范围。

2.2摩擦振动造成机组异常振动及故障排除方法

摩擦振动主要有三个明显的特征，第一，在波形中出现少量的分频、高频以及倍频分量，在一些波形中有时还会发生“削顶”的现象，造成这一现象的原因是转子热弯曲产生一种不平衡力，虽然此时振动信号中反映出的主频仍然是设备工作的频率，但由于受到振动摩擦产生的非线性因素和冲击的影响，使得振动信号产生异常；第二，当设备中产生摩擦时，振动的幅度和相位都会受其影响发生波动，且摩擦引起的波动持续时间比较长，当摩擦比较严重时，振动的幅值和相位将不再发生变化，而振幅则会增大很多；第三，摩擦振动会使得降速过临界时的振动相比正常情况下的升速会较大，机器停止工作后，可以测得转子静止时，大轴的晃度会明显大于原始值。汽轮发电机组的转子在振动摩擦作用下，会产生涡动或抖动现象，严重时还会造成转子的热弯曲，对设备的正常运行产生非常大的影响。摩擦振动时转子径向截面的圆周上各点所受到的摩擦力大小不同，受到摩擦力较大的部位温度会远远高于受摩擦力小的部位，致使转子的圆周各点温度不均匀，局部温度过高造成转子发生热弯曲现象，热弯曲会使转子内部产生温度应力更加加强了转子的异常振动。

2.3转子热变形引起发电机组异常振动及处理办法

转子热变形发生的明显特征表现为一倍频的振幅明显增加，造成转子热变形的影响因素主要包括两个方面，即转子的温度和蒸汽参数。转子热变形常发生在发电机组定速后的带负荷工作阶段，在这一过程中转子的温度会随着运行时间的增加而逐渐升高，材质的内应力会随着温度的升高内部应力得到释放，从而造成转子发生变形，致使一倍频的振幅增加。转子热变形会造成机组异常振动，这种变形故障可以分为两种，即临时性弯曲变形和永久性弯曲变形，造成这两种故障的原因是相同的，都是由于产生了与质量偏心类似的激振力。

2.4电厂汽轮发电机组振动异常的故障查询步骤分析

在生产活动中经常遇到的振动异常主要包括瓦盖振和轴振两种，造成这种异常振动的原因是多方面的。因此在进行故障原因查询时，要根据上述三种故障发生时频率波形的变化特点，重点根据频率的变化情况来进行原因寻找。同时观察振动相位的变化情况以及相邻轴承的相位间的相互关系，另外，振动过程中机器运转时的转速、温度、负荷等因素也应作为判断的重点依据。例如，电机的汽轮发电机组转子质量存在偏心时，当转速升高时，设备的振动频率会随着转速的加快而升高，转速越快，振动越大。要准确的排查出故障原因，还需要电厂工作人员对设备的振动特性以及日常的维修检测做好认真的记录和分析。

3. 结束语

电厂发电机组的异常振动是设备运行过程中较为常见的故障之一，经过以上分析可以看出致使发电机组产生异常振动的原因是多方面的。发电机的异常振动是一种较为复杂的故障，设备的安装、使用情况、负荷大小等都可以成为电机振动异常的影响因素。因此，要保证发电机组可以正常安全的运行，不仅需要理论的支持，还需要电厂工作人员不断的积累经验。■