汽輪機(jī)振動(dòng)故障原因及處理措施探究

李正旭

摘要：在當(dāng)前的工業(yè)企業(yè)之中，汽輪機(jī)振動(dòng)故障時(shí)有發(fā)生，并且也很難解決。所以，針對(duì)汽輪機(jī)振動(dòng)故障就需要分析其出現(xiàn)的原因，然后采取對(duì)應(yīng)的處理措施，這樣才能夠滿足汽輪機(jī)的實(shí)際使用要求。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);振動(dòng);故障;處理

在當(dāng)前的工業(yè)企業(yè)之中，汽輪機(jī)的應(yīng)用促進(jìn)了企業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，汽輪機(jī)整體的安全運(yùn)行對(duì)企業(yè)而言至關(guān)重要，所以就需要針對(duì)汽輪機(jī)常見振動(dòng)故障進(jìn)行對(duì)應(yīng)的分析與處理。

一、汽輪機(jī)振動(dòng)故障分析

（一）摩擦振動(dòng)

在筆者工作的發(fā)電公司，針對(duì)#1機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)汽輪機(jī)振動(dòng)跟蹤檢查，在汽輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行中摩擦是不可避免的，特別是長(zhǎng)時(shí)間的汽輪機(jī)組運(yùn)行，各個(gè)零部件之間就會(huì)有不同程度的摩擦出現(xiàn)，從而導(dǎo)致異常振動(dòng)的出現(xiàn)。摩擦主要是因?yàn)槠啓C(jī)振動(dòng)，但是對(duì)于其本身的運(yùn)行影響并不大，并且在磨合之中還可能會(huì)消除。不過，在摩擦過程中會(huì)產(chǎn)生高熱量，這樣就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子發(fā)熱變形的問題出現(xiàn)，進(jìn)而引起異常振動(dòng)。由于存在振動(dòng)系統(tǒng)的非線性特性，摩擦就會(huì)引起異常振動(dòng)，從而出現(xiàn)豐富的低頻和高頻分量。汽輪機(jī)摩擦引起振動(dòng)之后，也會(huì)對(duì)于波動(dòng)產(chǎn)生影響，一旦波動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致摩擦不斷加重，最終導(dǎo)致其振幅的增加。摩擦振動(dòng)還會(huì)引發(fā)降速通過臨界點(diǎn)時(shí)候的轉(zhuǎn)子振動(dòng)偏高，這樣就會(huì)導(dǎo)致在停機(jī)之后依舊會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)的問題[1]。

（二）油膜不穩(wěn)定

同時(shí)發(fā)現(xiàn)#1機(jī)汽輪機(jī)油膜失穩(wěn)，囊括了半速渦流和油膜振蕩。如果專業(yè)本身的轉(zhuǎn)速與2倍第一臨界轉(zhuǎn)速低，那么就可能有半速轉(zhuǎn)捩的出現(xiàn)。在速度持續(xù)增肌之后，伴隨著較低的速度就會(huì)出現(xiàn)這一種情況。一般來說，這一種振動(dòng)處于最大轉(zhuǎn)速之下，亦或是在達(dá)到一定值的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之后，就會(huì)直接的消失。針對(duì)半速旋轉(zhuǎn)的檢測(cè)，可以考慮到級(jí)聯(lián)圖的使用。并且，利用沿軸心軌跡也可以看到低頻功能。

（三）氣流激振

#1機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)汽輪機(jī)還有氣流激蕩的情況，這是是汽輪機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)的主要因素之一。氣流激振一般包含了兩個(gè)方面：第一，出現(xiàn)異常增大氣流激振低頻分量值的清空。第二，隨著運(yùn)行參數(shù)的變化，激振也會(huì)出現(xiàn)變化，導(dǎo)致氣流激振的因素有很多，如噴嘴調(diào)節(jié)、回轉(zhuǎn)隔板或者部分進(jìn)汽級(jí)靜葉片出口汽流不夠均勻，或者靜葉出口汽流不均勻引發(fā)激振力等。也可能是因?yàn)閰?shù)的設(shè)置不夠合理，或者由供汽方式錯(cuò)誤引起。對(duì)振動(dòng)故障的診斷需要在了解振動(dòng)問題表現(xiàn)之后才能進(jìn)行，部分振動(dòng)故障還需要根據(jù)對(duì)應(yīng)的記錄信息做出具體的分析，有的則需要進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的振動(dòng)試驗(yàn)，才可以對(duì)于氣流的具體振蕩現(xiàn)象進(jìn)行分析和判斷。

二、汽輪機(jī)振動(dòng)故障處理措施

基于上述汽輪機(jī)振動(dòng)故障出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，需要采取針對(duì)性的、有效的措施，以此來解決#1機(jī)汽輪機(jī)的振動(dòng)故障。

（一）摩擦振動(dòng)的應(yīng)對(duì)

為了解決汽輪機(jī)摩擦引起的異常振動(dòng)問題，要注意抖動(dòng)和渦動(dòng)等現(xiàn)象。在啟動(dòng)的過程之中會(huì)有動(dòng)靜摩擦的出現(xiàn)，這個(gè)時(shí)候要讓機(jī)組處于相對(duì)低轉(zhuǎn)速的運(yùn)行狀態(tài)，利用磨合，就可以讓動(dòng)靜摩擦脫離對(duì)應(yīng)的接觸。當(dāng)振動(dòng)超出了一定的局限制，就需要停機(jī)，等待一定時(shí)間的暖機(jī)之后，在恢復(fù)到正常情況，就可以再一次的氣動(dòng)。在反復(fù)多次的處理之后，就會(huì)讓摩擦直接的消除。不過，不能夠選擇“沖臨界”來強(qiáng)行處理，否則就可能出現(xiàn)永久性彎曲的現(xiàn)象。

（二）油膜振動(dòng)的應(yīng)對(duì)

基于實(shí)際的情況分析來看，針對(duì)油膜振動(dòng)故障的處理采取的措施主要包括：第一，適當(dāng)將數(shù)據(jù)值提高。第二，盡可能將墊層之間的距離減小，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)頻率和強(qiáng)度的有效控制。第三，盡可能的減小載體的夾角，之后按照實(shí)際情況來選擇潤(rùn)滑油，在面臨強(qiáng)度沖擊的情況時(shí)盡可能使用低黏度的潤(rùn)滑油。另外，振動(dòng)主要是因?yàn)楦鱾€(gè)部件出現(xiàn)不均勻受力導(dǎo)致的異常情況出現(xiàn)，不平衡的受力會(huì)導(dǎo)致設(shè)備在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下出現(xiàn)偏離中心的現(xiàn)象，應(yīng)按照實(shí)際的需求選擇對(duì)應(yīng)的維修措施。

（三）氣流激振現(xiàn)象的應(yīng)對(duì)

不同的振動(dòng)原因產(chǎn)生的異常振動(dòng)也會(huì)存在差異，對(duì)應(yīng)的處理方法也會(huì)有一定的差異。對(duì)于汽輪機(jī)振動(dòng)現(xiàn)象而言，還要與振動(dòng)的具體特征相互結(jié)合起來，跟蹤、記錄與分析氣流激振的基本情況。第一，針對(duì)汽輪機(jī)的振動(dòng)數(shù)據(jù)加以分析，通過所收集到的數(shù)據(jù)繪制振動(dòng)曲線，觀察運(yùn)行過程中汽輪機(jī)的振動(dòng)變化規(guī)律，主要包含了振動(dòng)的變化范圍和趨勢(shì)，將氣流激振的現(xiàn)象了解清楚，從而采取對(duì)應(yīng)的解決措施。對(duì)于汽輪機(jī)的負(fù)荷變化情況要做好細(xì)化控制，按照汽輪機(jī)實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥開度，快速越過或者避開氣流激振的負(fù)荷范圍，消除氣流激振的問題[2]。

三、結(jié)語

通過以上的改進(jìn)，通過跟蹤運(yùn)行缺陷單可以發(fā)現(xiàn)，#1機(jī)汽輪機(jī)振動(dòng)的故障次數(shù)從2019年度13次降至2次，改進(jìn)效果良好?？偠灾?，隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，汽輪機(jī)異常振動(dòng)的因素較多，如在實(shí)際的運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常振動(dòng)，技術(shù)人員要針對(duì)出現(xiàn)故障的具體特征逐一排查、分析，充分了解出現(xiàn)異常振動(dòng)的主要因素，從而制定合理有效的解決措施，這對(duì)整個(gè)機(jī)組的安全運(yùn)行具有重要的意義與作用。

參考文獻(xiàn)

[1]陳志峰.汽輪機(jī)振動(dòng)故障機(jī)理分析[J].電工技術(shù)，2019（23）：118-120.

[2]佟立臣，張旭.汽輪機(jī)摩擦振動(dòng)故障的分析與診斷[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（03）：128-130.