福建福清核电有限公司福建福州350318
摘要：随着经济和社会的高速发展，电力系统需要满足人们日益增涨的需求，电力企业也随之面临更多挑战。汽轮机是电力系统中必不可少的设备，汽轮机的稳定运行直接关系到电力负荷情况，电力系统的稳定运行，对整个城市的经济发展都会产生直接影响。因此，电力企业为了维持电力系统的稳定运行，提出对汽轮机的养护，在此过程中电力企业也会提升自己在本行业的竞争力度。本文将从汽轮机振动故障方面进行阐述，主要内容包含对故障原因的分析，在此基础上提出解决措施。
关键词：汽轮机；振动监测；故障原因；处理
1事件过程
3号机组汽轮机在进行100%FP功率平台停机不停堆试验后连续出现3次振动异常问题，其中2次由于2瓦垂直方向振动超手动打闸值130um导致汽机异常停机，3次振动异常情况事件过程如下：
1）第一次振动大
2016年10月7日
2:44，3号机组进行100%FP功率平台停机不停堆试验后再次冲转操作；
3:31，机组冲转至1500RPM；
3:38，3号机组完成并网操作后，闪发电功率表质量位，导致GSS002VV被置于手动，阀门开度保持在50%，1、2号轴瓦振动异常升高；
3:56，2瓦垂直方向振动达手动停机值130um，运行人员手动打闸停机，停机过程中各瓦温度、回油温度均正常下降，未见异常；
8:44，主盘车正常投运，堆功率219MW，电功率0MW。
2）第二次振动大
2016年10月7日
22:39，3号机组从盘车状态开始冲转；
22:48，汽轮机达1500RPM；
23:06，机组开始并网操作，并网后再次闪发电功率表质量位，GSS002VV被置于手动，阀门开度保持在27%约1min，后运行关闭GSS002VV重新投自动，阀门关闭持续时间约1min；
23:11，汽机1/2瓦振动开始上涨；
23:18，汽机振动达最大值，2瓦垂直方向振动最大值88.8um，之后开始逐渐下降至22um，汽机保持正常运行。
3）第三次振动大
2016年10月8日
23:34，3号机组执行甩孤岛运行操作；
23:36，3GSS001VV开始关闭；
23:43，中压缸排汽温度从165℃开始下降；
23:48，3GSS001VV完全关闭，3GSS002VV开始关闭，机组振动开始异常上升；
23:55，3GSS002VV完全关闭；
23:59，中压缸排汽温度达113℃，2瓦垂直方向振动至130um（手动打闸停机值），运行手动打闸停机。
整个过程中汽轮机轴瓦温度未见异常升高，在惰转过程中温度平滑下降，振动恢复正常；主盘车顺利自动投入运行，偏心降到冲转初始值15um。
1汽轮机的振动的种类及原因
1.1不平衡振动
不平衡的主要特征是汽轮机在振动时的波形为正弦波，振动的能量主要集中在基频，如果转子的速度小于转子的固有频率，汽轮机的振幅就会增大，在转子的速度大于转子的固有频率，汽轮机的振幅就会趋向一个固定的频率，在转子的速度等于或者接近转子的固有频率时容易发生共振，汽轮机的振幅就越大，转子的运动轨迹呈现出椭圆的形状，这时对汽轮机的危害就越大。
1.2轴不对中与连轴节的故障
在汽轮机工装的过程中，如果轴系安装中轴的存在弯曲现象，或者有简答的间隙时，容易造成轴系不对称的情况，导致转子在转动时出现振动的情况，进而出现联轴节在不正常的状态下工作。在具体的工作过程中，轴系不对称主要有轴线平行且存在不对称、两轴线交叉以及两轴线交错等几种不对称的现象。轴系不对称产生的振动主要是一阶转频的轴向振动，在情况严重时会出现一阶转频横向振动，这种情况也是轴系不对称产生振动的重要特征。在振动的过程中，如果一阶转频横向振动介于一阶转频横向振动的振幅的30%～70%，将其称之为中度振动，如果达到75%～150%时，就会损害联轴节，导致联轴节出现严重的故障，导致联轴节不能正常使用。
1.3轴弯曲
轴弯曲的主要故障特征是转子的特征频率与常伴频率同时出现，振动方向为径向、轴向方向，而且振动的相位比较稳定，汽轮机的振幅比较明显，在汽轮机振动时随着符合变化的不明显。10月7日凌晨振动异常原因分析并网过程二级再热蒸汽调节阀置于了手动位置，失去调节功能，中压缸排汽温度下降过快，导致了汽机转子微量形变，在1、2瓦处产生了动静碰磨，引起了汽机振动高。
2汽轮机振动故障解决措施
2.1调整排汽管道的波形补偿器
松开双头螺纹拉杆两侧的螺母，保证运行中的波形补偿器，不再承受热膨胀的内压推力。机组运行中，经松开垂直布置的波形补偿器的螺纹拉杆进行试验，2号轴承的轴振幅即有明显下降。运行一段时间后，测量后汽缸右侧与台板的间隙，其最大局部间隙由原来约2.2mm降至约1.1mm。台板间隙的恢复说明，只有正确使用波形补偿器，才能对热膨胀真正起到补偿作用。
2.2汽轮机振动的处理方式
针对汽轮机振动出现的种种原因，需要采用有针对性的措施对汽轮机的振动进行处理，对转子与连接轴进行正确的安装，对转子各部分之间的空隙进行控制，在保证转子各部分间隙达标的前提下，重点对转子与连接轴之间的动平衡进行调整，控制汽轮机的整体配置，并汽轮机的隔板右侧挂耳的修复，提高转子的稳定性能，转子的动平衡重新测试，并装备重块对汽轮机进行校正，提高汽轮机的稳定性。在经过增加装配重块之后，需要对汽轮机的转子运动做动平衡实验，在转子的速度达到3000转时，测量汽轮机的承座振动的有效值为135mm，小于规定的标准值180mm。在经过处理之后，汽轮机的振动幅度明显的减小，在并网至满负荷工作时，汽轮机的振动始终保持在18的范围内，也减少了转子与轴直径的摩擦，达到了汽轮机优化的级别，满足整个系统优化的要求。
2.3针对转子热弯曲现象的解决措施
转子热弯曲主要涉及到两个方面:汽轮机转子弯曲和发电机转子弯曲。针对不同的故障要采取不同的处理措施。首先，针对汽轮机转子弯曲故障应该要首先考虑汽轮机转子的工作环境，汽轮机转子通常是在高温高压环境下工作，这种工作环境必须要对转子受热均匀度提出要求，均匀受热可以有效避免热弯曲现象，只会使转子的长度增加。对于发电机转子的弯曲故障则要将侧重点放在汽轮机内部的疏通工作，因为在发电机的转子振动与冷却介质有关联时，主要原因可能是汽轮机内部出现堵塞，必须进行及时疏通，才能确保转子的质量不受损害。
2.4针对气流激振的解决措施
气流激振是在发电机运行过程中随时可能产生的现象，汽轮机组受其影响产生振动，要减少气流激振对汽轮机振动的影响，运行人员需要对发电机组的运行负荷情况进行充分了解，通过对高压调速气门的调整来消除气流激振的现象，从而防止汽轮机的异常振动，维持汽轮机的长时间稳定运行，最终提高发电机的工作效率。
2.5油膜振荡检修
根据之前所介绍的关于油膜可以造成汽轮机的异常振动，想要防止出现这种情况，首先需要使汽轮机中的转子与轴承之间能够合理的工作下去，使得它们之间的摩擦力降低，其次工作人员应该选择粘度小的润滑剂来对它们进行润滑，这样做的原因是如果润滑油选择了较大的粘度，那么他们的承载力也会随之增大，而且当粘度增大时，会使油的分布结构有所损坏，造成转子与部件之间的摩擦力增大，另外我们还可以通过让轴瓦顶部的距离缩短使得轴瓦上的承合宽度变的更大一些。
2.6汽流激振的振动检修
如何降低前面所提到的气流激振对汽轮机异常振动的影响，首先要对机组的振动数据进行长时间记录，然后将这些数据进行整理最后做成曲线图，这样可以观察其振动的变化趋势以及范围，然后通过改变升降负荷速率，来观察曲线的变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速气门，来消除气流激振。这种方式就是通过减低负荷变化率和避开产生气流激振的负荷范围的方式来避免气流激振的产生。
结语
综上所述，汽轮机振动故障受多种因素的影响，其中包含其本身一些材料的影响，人为因素的影响及长期运行设备老化等影响，不同原因的单独作用或多重作用导致汽轮机振动故障。在电力企业中，可以根据日常的工作经验和专业的技术团队，对电力设备中汽轮机进行定期进行维护和保养，对可能出现的故障进行逐一排查，并且随时做好处理故障的准备，确保汽轮机可以稳定运行，帮助电力企业长期稳定运行。
参考文献
[1]蒋国华．汽轮机振动的原因分析及处理［D］．华东理工大学，2017．
[2]夏欢，陶继忠，王洋．基于球面轴承的空气静压主轴设计［J］．机械设计与制造，2015(12)．