汽轮机机械振动的主要原因及对策范文

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摘要：汽轮机出现机械振动现象是比较常见的，但是，一旦振动频率过高，幅度太大，就会直接造成故障。这就需要及时采取有效措施加以解决，避免损害机组组件，确保其能够正常有序运转。据此，本文主要对汽轮机机械振动的主要原因及对策进行了详细分析。

关键词：汽轮机；机械振动；原因；对策

1汽轮机

1.1工作原理

汽轮机工作原理主要来源于锅炉内部的蒸汽进入汽轮机，然后蒸汽则会根据既定顺序，路过机组内部的喷嘴与动叶，并把蒸汽自身的热能量逐渐转化成供给汽轮机转子旋转的机械能量。

1.2结构部件

汽轮机一般主要包括转动部分与静止部分。其中，转动部分也就是转子，主要部件包括联轴器、叶轮、主轴、动叶片等等。而静止部分也就是静子，则涵盖了汽缸、轴承、进汽部分等等。因为汽轮机大多数情况时在高温、高压下，以高转速运转，因此，属于精密型重型机械设备。

1.3汽轮机特点

汽轮机具有一定的独特优势，即蒸汽流动速度快、连续性良好、蒸汽流量较大等，因此，可以发出的功率相对较大。就大功率汽轮机而言，可以利用较高的蒸汽温度与压力，所以，热效率也比较高。就汽轮机问世之后，大多数专家都在不断探究汽轮机的可靠性、实用性、安全性等。而且在科学技术水平快速提高的影响下，汽轮机的整体性能十分优越，在其中很多领域都得到了大力推广。

2汽轮机机械振动故障的危害

2.1经济性降低

在实际运行时，汽封间隙与机组机械振动密切相关。而且一旦振动幅度或机组汽封间隙增大，就会直接威胁到机组的正常运行，导致机组经济性能明显降低。

2.2各部分被破坏

在汽轮机机组发生剧烈振动时，会产生严重摩擦，导致端部轴封与隔板位置被损伤。如果机械振动的程度较大，则会造成叶片与围带等各个部位应力不断增加，从而达到机组运行疲劳阶段，轴承位置振动过大，则会进一步导致乌金表面发生脱落和碎裂问题。

2.3连接部件出现松动

在汽轮机运行过程中，轴承、主油泵、蜗杆之间是相互连接的。然而，汽轮机可能会与其他管道形成共振，导致法兰连接螺栓发生剧烈振动，造成螺栓断裂，从而引发严重的安全事故，造成不必要的经济损失。

2.4引发了严重的设备事故

汽轮机机械振动幅度太大，会直接影响保安器与其自身的安全性能。而再加上误操作现象，则势必会引发安全事故，造成停机。甚至还会严重损坏线圈或铁心片，出现短路或断路问题。

3汽轮机机械振动的主要原因

3.1轴承安装不当

3.1.1润滑油质量差润滑油过于劣质，质量不合格，就会直接阻碍轴承运转，造成振动异常，转速明显大于振动频率。此现象具有一定的隐秘性，不容易发现和判断，难以及时有效解决，会造成汽轮机振动幅度明显增加，从而引发安全事故。

3.1.2油温过高或过低润滑油油温过高或者过低，都会对形成油膜造成直接影响，引发汽轮机振动，不论是轴承轴瓦还是冷油器，回油和出口位置油温异常，都会在一定程度上引发振动故障。

3.1.3油压偏高或偏低轴瓦油膜的成形，关系着转子振动频率，而成形不好，会造成转子异常振动，润滑油油压偏高或者偏低，从而直接影响油膜成形，进而引发汽轮机振动故障。

3.1.4轴承标高与设计值相脱节在安装轴承时，标高与设计值相脱节，或者轴承通过检修调整，标高出现偏差，就会造成汽轮机轴承负荷太高，导致轴瓦乌金、气流激振、自激振动等组件过热，导致机组振动太快，频率过高。

3.2转子动平衡故障

3.2.1弯曲与联轴器之间的连接质量较差转子弯曲与联轴器之间的连接不佳，导致转子产生质量不平衡，在运行的时候，因为扰动力作用影响，使得机组产生振动。

3.2.2质量不平衡汽轮机转子是一种体型较大，且相对复杂的部件，在动平衡校验之后，依旧存在着一定的不平衡重量。这种由于动平衡重量较差的残余不平衡重量，从单根转子而言，问题并不复杂。但是，对多根转子而言，所残留的不平衡重量，在轴系旋转时的离心力，很容易形成多个复杂力偶，从而导致振动原因寻找工作难度加大。而且凡是属于质量不平衡所造成的振动，振幅都会随着转速升高有所增加。在找动平衡的时候，试加重量对振幅存在明显反映。因此，因为质量不平衡所造成的振动，通过找平衡可以有效消除。

3.2.3同心度存在差异转子和静子或者汽缸的同心度需要保持一致，否则将会造成动静触碰摩擦、电磁激振、气流激振。而转子在转轴的时候，发生摩擦，会造成热弯曲，引发机械振动故障。

3.2.4轴承垫块接触不良，紧力不当因为检修工艺大意，或者转动中垫块和轴承座的接触发生腐蚀，垫块接触不良，导致轴承抗振能力出现很大程度上的振动。

3.3运行状态不稳定

3.3.1汽缸温差在正常运行状态下，应保证汽缸温差控制在规定范围以内，如果低压汽缸、中压汽缸、高压汽缸之间的温差差异太大，很有可能导致汽缸发生异常变形，直接影响转子的正常运行，导致机械振动频率有所增加。

3.3.2膨胀现象在汽轮机运行时，系统的真空度处于稳定条件下，突然降低，就会导致排气温度上升，造成汽缸膨胀，这时如果高压轴封开始倾斜向上，就会造成机械异常振动。

3.3.3滑销系统故障汽轮机组带因为负荷太高发热，会直接造成组带膨胀，导致滑销系统出现故障。系统卡涩是造成故障的主要原因，其不仅会造成膨胀不顺畅，还会造成大幅度机械振动，甚至还会引发动静触碰摩擦和死机等问题，从而导致汽轮机故障。

3.4轴端变形

在汽轮机正常运行时，轴封供汽潮湿、水分太多，就会对轴端受热造成直接性影响，导致受热不均，发生变形，导致转子振动异常，发生汽轮机机械振动故障。

4汽轮机机械振动故障的有效应对策略

4.1明确故障原因与位置在汽轮机正常运行时，会收到温差热应力、气流作用力、叶片离心力等各种应力的同时性作用，以此推动汽轮运转。但是，受应力影响，汽轮机在运行过程中，势必会发生机械振动。为了确保振动处于控制范围内，汽轮机没有发生故障，必须全面掌控汽轮机出现机械振动时候的相关频率、规律、幅度等等，并经过一定的现场测试，充分了解汽轮机的运行状况，据此进一步判断汽轮机的机械振动故障。

4.2调整汽轮机运行状态汽轮机在运行时，振幅会不断增加，应全方位监测汽轮机轴瓦温度、润滑油温度、汽缸温度、轴向位移量、真空度值、润滑油油压、蒸汽参数等等，实时观察汽轮机机械振动的具体情况，并监听其中的异常声音。而在机组带负荷或启动升速的时候，振动十分剧烈，应该停机做全面检查。而在振动频率较大的时候，应该适当调整转速，保证振动频率处于正常状态。

4.3实时监测汽轮机振动在汽轮机正常运行过程中，振动规律、频率、幅度、声响异常，需要及时降低负荷，循序渐进地降低，消除振动性故障，对其运行参数进行全面监测。相关技术人员则可以通过监测获取数据，将其与标准比较分析，进一步判断其中是否存在振动异常现象，熟练掌握汽轮机的刚度极值点、共振条件、刚度范围，对其运行状态进行定期监测，全面做好预防措施。而在机组使用之前，应提前做好空载与负荷试运，合格之后，才能够投入使用。

4.4利用智能化监测装置有效发挥智能化监测装置的作用，对汽轮机运行状态进行实时监测，避免发生机械振动故障。在监测时，遇到难度较大的区域，应适当安装传感器，以此监测汽轮机振动状态，并反映振动异常现象。另外，还需要科学合理安排技术人员，在发生机械振动故障的时候，应明确故障的具体位置，防止出现严重事故。

4.5进一步做好全面的保护措施使用汽轮机可以在很大程度上节约能源，但是，因为汽轮机容量的不断增加，负荷也随之增加，运行可靠性与稳定性开始备受关注。出现振动现象是必然的，对此，可以采取一定措施，有效降低振动故障的发生频率，防止发生安全事故。通过智能化装置进行全方位监测，全面监测汽轮机的机械振动情况，反映出机组的正常运行状态，一旦出现异常，及时告警，利用自动化控制装置，在振动故障时，自动关闭电路与主汽门，自动停机，以此对汽轮机形成保护，再加上技术人员的积极配合，确保机组设备得以有序运转。

5结语

综上所述，汽轮机振动在根本上是不能消除的，但是，可以采取各种有效措施，严格控制振动值。为了有效防止振动状况有所增大，汽轮机运行作业人员需要遵循操作规章制度，密切监视机组状况，以便于及时发现其中存在的问题。与此同时，检修人员还需要全面开展检修工作，防止在检修时，出现各种不良状况，以此保障检修整体质量，确保汽轮机运行的安全性与可靠性。

参考文献：

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[4]曲斌.汽轮机振动的原因分析及处理[J].化工管理，2018（2）：190.

作者：白岩立 单位：陕西榆林能源集团横山煤电有限公司