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摘要：汽轮机振动的大小，是评价机组运行可靠性与稳定性的重要指标。就转动机械而言，稍微的振动是无法避免的，但是，机组转动中振幅不断增大，尤其是增大到超出相关标准的振动，就是所谓的异常振动。而且异常振动会直接影响机组运行的安全性。
关键词：热电厂；汽轮机；振动异常；故障排除
一、热电厂汽轮机振动异常的原因
（一）中心不正而引起振动
汽轮机启动时，如暖机时间不够，升速或加负荷太快。将引起汽缸受热膨胀不均匀，或者调节系统有卡涩，使汽缸不能自由膨胀，均会使汽缸对转子发生相对歪斜，机组产生不正常的位移，造成振动。机组在运行中若真空下降，将使排汽温度升高，后轴承上抬。因而破坏机组的中心，引起振动。机组大修后靠背轮安装不正确。中心没有找准确，因而运行时产生振动，且此振动是随负荷的增加而增加。
（二）转子质量不平衡而引起振动
1、运行中叶片折断，脱落或不均匀磨损、腐蚀、结垢，使转子发生质量不平衡。如发电机转子绕组松动或不平衡等，均会使转子发生质量不平衡。由上述两个方面的原因，转子上出现质量不平衡时，则转子每转一周，就要受到一次不平衡质量所产生的离心力的冲击，这种离心力周期作用的结果，就是发生振动。
2、转子发生弹性弯曲而引起振动。转子发生弯曲，即使不引起汽轮机动静部件之间的摩擦，也会引起振动，其振动特性和由于转子质量不平衡振动的情况类似，不同之处是这种振动显著地表现为轴向振动，尤其当通过临界转速时，其轴向振幅增大得更为显著。
（三）汽流激振现象
汽流激振有两个主要特征：一是应该出现较大量值的低频分量；二是振动的增大受运行参数的影响明显，且增大应该呈突发性，如负荷。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振。对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象。轴封也可能发生汽流激振现象。
（四）转子热变形导致的机组异常振动
转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。
（五）摩擦振动的原因
其一，由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。其二，发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。其三，降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。摩擦振动的机理：对汽轮机转子来讲，摩擦可以产生抖动、涡动等现象，但实际有影响的主要是转子热弯曲。
二、热电厂汽轮机振动异常故障排除的方法
（一）轴承振动故障排除
在进行设备装配时，一定要保证各个部件的正确衔接，使用钢丝找中心法可以对轴线进行校准，保证安装的正确性。进行基础安装时，一定要将预埋件设置在纵向中心线的前后，再对可调整螺丝进行安装，便于放置钢丝架子。再顺着纵向中心线的方向，找到适合悬挂钢丝的地方。做完这些再对各个中心点进行找正，在测量钢丝离洼窝中心两侧的距离时，要使用钢皮尺，这样比较精确。对准轴承座，仔细调节，使两侧的长度能够相同，人为可控的误差不能超过0.05mm。在进行复测时，要用到水平仪，它可以进行横向的找平。要把水平仪放到轴瓦洼窝结合面上，用斜垫铁对其在竖向高度上进行适当的调整，要满足现场的高低情况，还有轴承座的横向水平也要满足要求。在第三次找正修改时，要将整个汽轮机组排查一遍，需要找正的地方都更改过来。只有轴承安装好了，其工作才能有条不紊的进行，不然就会出现受力不均匀的情况，发生异常振动，这样不仅影响仪器设备的使用，还对热电厂的发电有影响。
（二）汽流激振故障排除
在对汽轮机组进行汽流激振故障分析时，不仅要消耗大量时间去记录机组的振动数据，还要将其满负荷状态下的数据绘制成相关曲线，通过观察数据和曲线的走势，来分析汽轮机的故障情况。调整负荷的速率，缓慢增加给水量，将得到的数据绘制成曲线观察。汽轮机的负荷变化后，高压调速汽门的一些性质也会随之发生改变，而这些改变可以抵消气流激振带来的负面影响，使汽轮机正常工作。收集汽轮机在汽流激振中各种工作状态的数据，仔细分析对比，采用合理的措施来规避汽流激振的负面效应，保障热电厂设备能安全的工作。
（三）摩擦振动故障排除
摩擦振动很难消除，因为所有的设备仪器在工作时，都会产生摩擦，有摩擦就会形成摩擦力，这是无法根除的。在例行检查汽轮机时，针对内部的各个组件进行检查，观察部件之间是否存在摩擦，要是有，确定是动摩擦还是静摩擦，这些都要分析清楚。除了检查机组内部的部件，还要注意其在工作时，是否有摩擦声传出，声音在超过一定范围时，需要对其检修。振动的频率也要符合规定。如果有较大的异常噪声传出，那么相关的工作人员就要对其进行检核，有故障的局部部件也要进行更换，以免影响其他的零部件。例如，某热电厂15万机组在运行时，发生振动异常，其中1#瓦振动可以达到127um，2#瓦振动几乎达125um，3#、4#、5#瓦振动都出现了一定程度上增大。在机组停机之后，再重新开机，在冲转过程中，汽机的转速达到1500rpm的时候，1#瓦振动已经达到100um，在升速过程中，1#瓦附近可以听到轻微的摩擦声音。在停机拆检汽机之前，检查轴承箱，发现前轴承箱油挡积碳现象十分严重，已经和转子之间发生摩擦，从而造成了机组振动严重异常，而油挡积碳主要是因为汽机高压缸前汽封间隙较大，很容易发生漏汽现象。因此，应及时彻底清理油挡积碳，再重新开机，机组的各瓦振动逐渐恢复了正常，都控制在了50um以内。
（四）油膜振动故障排除
其一，增加轴瓦比压，有效控制油膜发生的振动。其二，缩小轴瓦顶部的间隙，将上轴瓦的轴承合金宽度增加，这样能有效减少振动频率。其三，将轴瓦和轴颈之间的接触角度减少，当减少到一定范围后，其振动就会减少。其四，在机组中添加合适的润滑油是非常有必要的，润滑油要选择动力粘度小的，这样使用起来对机组的正面效益最大，可以极大的促进机组的工作效率，还不会有负面影响。其五，利用平衡力原理，把设备中存在的不平衡力降到最低，当其相互平衡后，就不会发生加大位移，进而出现振动的概率降低。
（五）利用传感器进行有效的保护
在汽轮机内部有相关的监视和保护系统，这些都是为了监控汽轮机的工作状态而设置的，一旦有故障发生，相关的信号报警系统和保护系统就产生作用，可以使汽轮机更加安全的运行。虽然目前机组内都安装有各种监视和保护的措施，但对振动破坏的保护还不是很完善。应该在机组内部设置振动保护装置，在其接近极限时启动，发出特殊的信号传给电路保护装置，使其紧急停止工作，则相关人员对其检测修复后，再开始工作。
（六）进一步建立完善的监督体系
轴承振动测量阶段需要做好安装处理工作，将其安装在汽轮机后，随时随地对机组振动情况进行检查，如果超过固定的范围，则可以根据报警信号对其进行分析。管理机组的工作人员收到预警信号后，采取有效的补救措施，最大程度降低事故发生几率。此外对各类工作进行了解后，要突出常规化和经常化的应用要求，及时关闭运行的机组，第一时间进行检修，避免出现扩大化。
结语
总而言之，由于汽轮机组发生异常振动，不仅会直接危害机组，还会影响整个发电系统，导致不能正常供电。因此，相关部门必须积极采用科学合理的方式方法，防止或减少异常振动，严格测试机组振动情况。并且，在生产运行过程中，进行振动检测时，应做到制度化和经常化，实时监控机组的异常振动，并对发生振动的原因进行详细分析，制定科学合理的故障排除措施。
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