锦州石化热电公司检修车间辽宁省121000
摘要：汽轮机是热电厂的主要设备之一，肩负着发电的重要任务。汽轮机在长时间的运转中，由于零部件的受损而产生机组的异常振动，因此为了确保机组的安全运行，需要分析汽轮机的产生振动的原因，并且采用相应的对策予以解决。文章通过对汽轮机进行概述，深入地探析了热电厂汽轮机振动的主要原因和解决对策。
关键词：热电厂；汽轮机振动；原因；对策
引言
随着我国经济的发展，人们对电力供应提出更高的要求。在热电厂的生产中应用汽轮机，能够保障城市经济的发展和居民用电的稳定，而加强汽轮机的维修和保养成为保证火力发电厂维修部门的主要任务。汽轮机由于长时间的运作，会产生振动的故障，因此需要分析汽轮机产生异常振动的原因，采取相应的措施进行处理，从而确保机组的正常运行。
1汽轮机概述
汽轮机又被称为蒸汽透平，是一种可以将蒸汽热能转换成机械能的旋转式动力机械设备。其常被作为发电机组使用，有时也被当做压缩机、风机等的驱动装置使用。
1.1工作原理
汽轮机的具体工作原理是当来自于锅炉中的蒸汽进入到汽轮机以后，蒸汽会按照一定次序经过机组内的喷嘴和动叶，同时将蒸汽本身的热能逐步转化为供汽轮机转子旋转的机械能。
1.2结构部件及配套设备
汽轮机通常都是由两大部分组成，一部分是转动部分，即转子，主要部件有联轴器、叶轮、主轴以及动叶片等；另一部分是静止部分，即静子，具体部件包括汽缸、轴承、隔板、汽封、静叶栅以及进汽部分等。由于汽轮机一般都是在高温和高压的条件下以较高的转速进行工作的，所以其属于精密类重型机械设备，与之配套的设备主要有锅炉、发电机、加热器、凝汽装置以及泵等。
1.3汽轮机的特点
与传统的往复式蒸汽机相比较，汽轮机具有蒸汽流动速度高、连续性好、单位面积中所能经过的蒸汽流量大等优点，所以其能够发出的功率要远远大于往复式蒸汽机。对于大功率的汽轮机来讲，可采用较高的蒸汽温度和压力，故此其热效率也相对较高。自汽轮机问世以来，很多专家学者都将研究的重点放在提高汽轮机的安全性、可靠性以及耐用性等方面上。伴随着科技水平的不断提高，现如今的汽轮机在整体性能已经非常优良，并且已成为各大热电厂中重要的发电机组。
2热电厂汽轮机振动原因分析及处理对策
汽轮机在正常运转过程中，常会由于各种原因的影响，引起汽轮机振动，一旦振动幅度和频率超出限定值，便有可能造成汽轮机故障，严重时还有可能导致重大事故发生。按照汽轮机振动的方向可将振动分为垂直振动、横向振动以及轴向振动三种，其中又以垂直振动较为常见，振动值也相对较大，横向振动时有发生，轴向振动发生几率较小。可将汽轮机振动产生的原因归纳为以下几种。
2.1设计制造原因
汽轮机中的转子属于一个高速旋转的机械部件，若是转子的质心不能与旋转中心很好重合的话，则会因转子不平衡而产生出离心力，其会对轴承产生激振，进而引起汽轮机振动，当离心力达到一定程度时，机组便会出现振动异常。导致这一情况的主要原因是汽轮机设计制造过程中转子装配质量不合格。造成汽轮机转子不平衡的主要原因是生产厂家的机械加工精度不足，也有一部分是由于装配质量不合格而引起的。为解决这一问题，厂家在生产制造过程中，必须提高加工精度，并且应采取相应的措施确保装配质量。应在装配过程中对每一级叶片都进行动平衡试验，转子全部装配完成后，还应在出厂前进行高速和低速动平衡检测，以此来将转子的不平衡量控制在合格的范围内。
2.2安装及检修原因
汽轮机的安装和检修过程中都会对机组造成非常大的影响，通过对大量机组振动的原因进行分析后得知，很大一部分汽轮机振动都是由于安装和检修不当造成的。下面简要介绍一下对汽轮机振动影响较为明显的几个方面及其相应的处理措施。
1）轴承标高。汽轮机两端主要是依靠轴承来予以支撑的，当两端轴承的标高不在同一范围内时，便会导致轴承的负荷分配出现不合理的情况，此时很容易引起汽轮机振动。对于这一问题的处理措施是，在汽轮机安装和检修的过程中，应按照生产厂家的建议，并结合本单位的具体情况对轴承标高进行调整，使两端轴承的标高相一致；
2）动静间隙。通常情况下，汽轮机转子与气缸等零部件之间都存在一定的间隙。随着汽轮机的不停运转，这些间隙便会因磨损而增大，当间隙超过一定范围时，便会导致汽轮机的内效率降低。但这些间隙又不能太小，不然容易引起动静摩擦，而这一情况会使汽轮机振动发生变化，最终会造成振动超标。对于这一原因引起的振动解决措施比较简单，只需要在检修的过程中合理对隔板汽封以及端部汽封的间隙进行调整即可。
2.3油膜震荡
当热电厂汽轮机在运转时，转子在轴承油墨上高速旋转失去稳定性而造成的震荡就是油膜自激震荡。在汽轮机稳定运转时，转子是围绕轴线旋转的，而汽轮机失去平衡时，转轴在围绕轴线转动的同时围绕平衡点涡动。轴线的涡动频率通常保持在转子转速的一半，因此成为半速涡动。在涡动转速和转子的临界转速相重合时，这样半速涡动转速就会被共振放大，从而表现为激励的振动。油膜震荡具有下列的特征：油膜震荡发生后，振幅的增速比较快，这样就会造成机组产生激励的振动。在油膜震荡时，振动的的主频率是发电机的一阶临界转速，而且随着转速的升高而改变。油膜震荡时，通过仔细的观察可以发生主轴的外露部分也在颤动。在油膜发生震荡时，轴承的顶轴油压也会发生剧烈的振动，因此轴承内部有金属撞击的声音。对于油膜的震荡可以采取下列的措施进行解决：增加轴瓦的比压，而且减少轴瓦顶部的间隙，这样可以有效地减少油膜的震荡；还可以采取减小轴颈与轴瓦的接触角，控制在300-400之间；降低润滑剂的动力粘度；可以利用平衡的方法将转子原有不平衡分量降得很少。
2.4气流激振
汽轮机的叶片由于受到不均衡的气体的冲击而产生气流激振，而对于大型的机组，末级比较长，气流在叶片的末端膨胀而造成流道的紊乱，从而造成了气流的激振。另外，轴封也可能造成气流激振的现象。在汽轮机机组的负荷超过一定的负荷点，轴振动就会增加，而负荷低于负荷点，振动就会减小。气流激振的频率小于或者等于高压转子的一阶临界转速。气流激振的部位通常发生在高压转子段。热电厂可以针对汽轮机气流激振的特征，通过长时间的记录机组的振动数据，还有记录机组满负荷时的数据，整理数据和制作成成组的曲线，观察曲线的变化情况，这样才能够进行故障的分析。在汽轮机的运作中，需要先确定汽轮机的工作状态，然后采用减低负荷变化率以及避开产生气流激振负载范围的方式，减少气流的激振。
3结论
总而言之，热电厂汽轮机振动是无法完全消除的，但却可以通过各种相应的措施将振动值控制在一定的范围内。为尽可能避免振动情况的不断增大，要求机组运行人员应严格遵守操作规程，并对机组进行严密的监视，这样能够及时发现问题。同时检修人员应做好检修工作，尽量避免在检修过程中发生马虎、大意等情况，以此来确保检修质量，进而保障汽轮机安全、可靠运行。
参考文献
[1]郑宏权，鲍建国.汽轮机振动的故障特征分析及处理[J].冶金动力，2008(6).
[2]张艾萍，韩炳文，暴丽，叶荣学.某大型汽轮机组工频振动原因的分析与处理[J].上海海运学院学报，2010(22).
[3]张洪奎.大庆石化公司热电厂1号汽轮发电机组振动分析及处理[J].热力发电，2009(5).