火电厂汽轮机异常振动问题的检测与排除

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摘 要： 面对着社会的飞速发展，在人们对环境要求越来越高、寻求新能源并且节约资源的情况下，不得不说，火力发电仍旧占据了我们所使用能源的一大部分。汽轮机是火电厂发电系统中的重要设备之一，尤其是我国的600MW汽轮机发展起步又比较晚，汽轮机的是否正常运行决定了电厂的经济效益，为保证机组的正常运行，杜绝事故，安全生产，从火电厂汽轮机易发生的异常振动入手，经常检测，并且及时排除相应故障，真正做到防患于未然。

关键词： 火电厂；汽轮机；异常振动；排除

在新世纪里，人们不断探寻新技术，以达到节能减排保护环境的目的，不能质疑，火电还是主导着我们一大块的能源。新技术的出现伴相应随着新的难题，保持机组的正常运行，在一定程度上做到了节约资源，减少浪费，汽轮机的检修与维护是发电机组正常运转工作的重要环节，而汽轮机的异常振动引起的故障又较常见，它是发电机组运转过程中出现隐患的征兆，是发生故障的信号，有必要经常检测排查。

1 火电厂汽轮机的工作原理

熟悉了汽轮机工作原理后才能快速正确的检测机组故障，及时排除。汽轮机盘车装置的工作原理比较复杂，简单说就是通过电机带动链条的转动，然后通过各齿轮配合传力运动将动力传到汽轮机大轴盘车，从而带动齿轮转动。它将蒸汽的能量转化为机械功的动力机械，实质上就是原动机，转化不同性质的能量。它一般通过旋转来进行各能量之间转换。汽轮机一般在高温、高压、高转速的环境下工作，有很多复杂的零部件组成，主要组成部分包括汽缸、转子、联轴器、轴承等等。汽轮机的工作原理简单说就是用物体在不同作用力下进行做功。当然，这些力可以是冲动力，也可以说反作用力。前面是利用物体受到冲动力进而改变速度，做机械功。后面则是根据物体受到的反作用力改变运动状态做功。它们就是汽轮机的主要工作原理。

2 汽轮机异常振动的检测

汽轮机在运转情况下，机组处于高压、高温及高速的环境下，这也给汽轮机运转情况的检测带来困难。主要的汽轮机检测方法可分为接触式和非接触式两种。但是各种监测装置的原理大致是相仿的，都由传感器、导线、处理系统组成的。相关操作人员只需按照规范来获取数据，再应用处理系统自带软件进行处理就能得到汽轮机的运转结果。

1）虽然接触式与非接触式都需要数据传输，但两者的区别在于检测范围大小的区别，检测环境的区别已经操作的难易程度上等。接触式检测只需要简单的设备，比如常见的应变片做为传感器，贴在需要检测的部位，随机组的运作，应变片感应到相应的力并将之转化为电信号，若设备运转出现异常，电信号就会发生变化，从而显示出机组运行过程中的异常状况，操作相对来说比较简单。另外来讲，传感器的数量及安装位置，在一定程度上只能在一段时间内检测相应数量的汽轮机叶片，况且，应变片等检测的材料都是相对来说较敏感的材料，而汽轮机工作时的环境，有可能影响检测的效果。相对来说，非接触式的检测装置可能就更加灵活，例如通过电磁频率、声波探测等等方法进行检测，精确且花费时间少，检测的范围较大，并且受环境影响较小，最后分析传输的数据，经过由设备获得的运行参数进行分析汽轮机工作状况。

2）汽轮机的异常振动可以分为很多种，如工作中常见的瓦盖振或是轴振的异常变化等，分析这些引起异常振动的原因。可以采用频率分析法，这种方法是平时就搜集整理汽轮机工作数据，记录振动总值，需要长时间累积总结，当振动总值数据变化幅度大且接近极限数值时，就有可能发生故障。汽轮机不同的零部件有不同的振动频谱图，将机组运转时各零部件记录下来的振动频谱图输出，与正常状况下的频谱图作对比，就能检测机组的运转情况，另外，不同的零部件频谱图也能判断出是哪部分零部件的异常工作。而脉冲测量法则是针对汽轮机内的轴承损坏情况进行故障分析。它通过设备检测轴承磨损或损坏时，产生一个变化较大的应力值，收集随之产生的数据，在经过设备系统的处理，从而产生一个结果，就可以分析出轴承的工作状况。

3 汽轮机异常振动的排除

3.1 汽流激振现象。600MW汽轮机属于大型机组，末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱，可能会发生汽流振动。针对这一特征，需要记录一年以上每次机组振动的数据，做出成组曲线图，并且通过观察曲线变化情况来确定产生汽流激振的工作状态。因此，汽轮机在运行时控制好负荷变化率，尽量避免产生汽流激振。

3.2 转子热变形。导致产生转子热变形的原因较多，转子热应力、运行中汽缸进水、进冷空气以及动静摩擦、发电机转子冷却不均匀等等。简单点说就是转子部分发生弯曲，转子的永久性弯曲和临时性弯曲故障机理相同，都是转子温度升高，材质内应力释放导致转子热变形，接着带来一倍频振动增大，紧接着可能发生相位发生变化，从而引起汽轮机组的异常振动，更换新的转子，取消了振动的产生。当然，没有了振动的产生机组也就杜绝了异常振动。时常更换新的转子在一定程度上也会派出因为转子热变形导致的异常振动现象。

3.3 摩擦振动。摩擦振动是由于转子热弯曲产生的不平衡力，导致转子的偏心旋转，产生异常振动。在机组运行时摩擦是不可避免的，对汽轮机转子来说，正常摩擦产生的抖动和涡动等现象对机组造成的影响不是很大，但摩擦严重时，振幅会急剧增大，进而影响到机组的正常运转。因此在生产过程中，必须及时检查转子的工作情况，磨损严重，须及时更换转子，从而排除由摩擦导致的异常振动现象。

4 结语

火电厂汽轮机异常振动的原因是复杂的，也是机组运行中常见而且不可避免的故障。一般来说，工作中因该注重防患于未然，维修人员的素质及专业技能等等都非常重要，加强企业的管理，培训维修人员专业能力，工作中不放过任何一个细节，一丝不苟，及时处理发生的问题，这样才能有效率的解决处理汽轮机异常振动。

参考文献：

[1]李华，火电厂汽轮机异常振动原因及处理措施[J].科技风，2010（13）.