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摘要：汽轮机常会发生振动故障，严重影响到电厂的正常工作。本文主要分析了汽轮机组振动故障常用检测方法，对汽轮机组振动的常见现象及原因进行了分析，并提出了故障处理对策。
关键词：汽轮机组；振动；原因；故障
汽轮机是大型火电厂中不可缺少的重要机械设备。汽轮机因为运行比较稳定、单机功率大、寿命比较长，效率也比较高，在火电厂的运行中发挥着不可替代的作用。如果汽轮机组出现问题，则会直接影响人们正常用电，导致不必要的经济损失，甚至会妨碍到工作人员的生命安全，而汽轮机组中最常见的故障就是振动，所以，非常有必要针对汽轮机组的振动情况找出原因，并提出有效的处理对策。
一、汽轮机组振动故障常用检测方法
一般，常用到的汽轮机组振动故障检测方法有：光学法、电测法和机械法。电测法应用最广泛。三种方法原理各异，且都有优点和缺点，在实际运用时，需要结合实际情况加以选择，有时需要综合运用其中的两种或多种方法才能有效处理振动故障。
二、汽轮机组振动现象及原因
（一）转子质量不平衡
汽轮机一倍频振动幅值大，高次谐波较小，整个频谱呈现出“纵树形”；轴心呈椭圆形或圆形轨迹运动。如果出现上述现象，就说明转子质量不平衡。而导致这一现象的原因主要有：
1.转子原始质量不平衡
因为转子在设计或制造时原始质量不平衡，导致转子在一定的转速下，转动太过于稳定，以至于转子的相位和振幅不会因机组参数和带负荷的时间的变化而有所不同。
2.转子的热弯曲
当转子因热弯曲导致质量不平衡时，它的工频振动会因时间的不同而改变，且在较高的参数下运行较长的时间后，工频的振幅和相位会越来越大，但是运行了一定的时间后就不会再发生改变。
3.转子部件松动
当转子部件发生松动时，会突发转子工频振动，一定时间内会以某一轴振或者瓦振为主，振幅和相位会在增加到一定数值后变成稳定值。转子部件松动主要发生于振动机组带负荷工作时。
（二）油膜振荡
这种现象主要是轴颈带动润滑油高速流动时，快速运动的润滑油又会作用于轴颈，引起轴颈发生剧烈运动。当汽轮机组的转子正常工作时，轴颈会以轴承为中心高速转动，当受到被高速流动中的润滑油作用时，轴颈除了会以轴承为中心高速旋转，还会在平衡点周围发生涡动和甩转，引起从涡动大范围的振幅而最终导致产生油膜振荡。
当汽轮机组出现油膜振荡问题时，转子的涡动跟转动方向一致，轴心呈现花瓣形运行轨迹；振动时域波形出现变形，在工频的基波上将会叠加低频成分；振动的频率成分中1／2x振动幅值比较大，并且随着转速的改变而变化。
（三）动静摩擦
一旦汽轮机出现动静摩擦，振动的信号就会因为外界环境的原因而发生变化，这个改变了的现象可能是唯一的，所以，汽轮机组的动静摩擦不确定较强。汽轮机组的动静摩擦故障一般主要包括两种：全周碰摩和部分碰摩。
全周碰摩：碰摩点处轴承的工频或通频最大振幅能够达到该处轴向界面的间隙圆；碰摩点处的界面转轴中心平均位置和轴承轴颈中心会向所处界面间隙圆中心偏移；转子的横向固有频率升高；正向全周摩擦大振幅的振动是工频，而反向全周摩擦大振幅却与转速无关。
部分碰摩：如果汽轮机组只是轻微部分碰摩，转子的振幅变化不会很大，甚至不会变化，而严重摩擦时转子振幅会减小；如果部分碰摩比较严重，就会导致相位滞后，振动波形也会连续变化，并产生附加的频率分量；单点局部碰摩下轴心轨迹呈“8形”，而多点局部碰摩下的轴心轨迹呈现花瓣形。
（四）蒸汽振荡
安装汽轮机组时要保证蒸汽间隙的均匀和无偏差，才不致引起汽轮机组的蒸汽振荡故障。
如果汽轮机组的轴心轨迹呈现椭圆形，或者呈现下述情况中的一种，就表示汽轮机已经发生了蒸汽振荡：转子为正向涡动且涡动频率为工频的0．6～O．9倍；在某一负荷值下会发生剧烈振动；强烈振动时的主要频率为转子一阶固有频率，并且频带较宽。汽轮机蒸汽振荡常见于转子不对中和不平衡时；出现较强的振动复现性；转子在达到某一固定值时发生剧烈振动；机组负荷带来的振动大小变化；以及多见于汽轮机高压转子上。
三、汽轮机组振动故障的处理措施
（一）做好振动监测工作
一般而言，为了有效避免振动造成的危害，350MW机组上都会装有在线振动监测装置。但是中小型机组上并不多见，中小型机组多数是装振动监测表，这种表的准确性不够，还需每隔一段时间测试核对，但实际工作中一般难以做到定期测试，往往出现测试不及时或不完整的情况，使得振动监测结果大打折扣。因此，在汽轮机工作时要确定一个合适的振动测试间隔，需要正确的振动表，相关监测人员记录好相关测试事项，一旦发现测试结果有异及时上报，以确保最快的解决故障。如果有必要，可以增加振动测试的次数。在汽轮机运行中，如机组出现异常振动，立即使用振动表测试，并停机检查。对于一般性的振动，可及时汇报给车间，以便尽早组织解决。
（二）汽轮机组振动故障处理具体措施
1.汽轮机组转子质量不平衡处理
因为汽轮机组的转子常年是处于蒸汽区，特别容易出现质量不平衡的情况，所以，在加工制造转子时必须优选制造材料，并认真对待加工工艺中的每一个细小的环节，并且如果发生汽轮机组有转子不平衡的情况，马上进行更换，以免故障进一步扩大。
2.汽轮机组油膜振荡处理
一旦发现汽轮机组确实出现了油膜振荡的现象，应该使用相应湿度的、压力合适的
润滑油降低摩擦力，还应该选择黏度较小的润滑油，以便降低油膜的承载力，但是，润滑油黏度一定要控制在一定范围内，增加的太多或者过多减少润滑油的黏度，会导致润滑油分布不均。并且，还应减少轴瓦的顶部间隙、增大上
轴瓦轴承合金的宽度，或者减小轴瓦和轴颈间的接触角。
3.汽轮机组动静摩擦处理
汽轮机的转子常年工作于温度和湿度超高的环境中，容易受到激烈的气流和旋转力的作用，常会出现动静摩擦故障，这需要检
修人员勤于检查转子的日常情况，尽量将问题在萌芽阶段解决，在必要时候一定要更换转子，以保证汽轮机组的正常工作。
4.汽轮机组蒸汽振荡处理
一旦汽轮机组出现蒸汽振荡异常现象，一定要在最短时间里诊断和监测振动信号，再结合机组在负荷充足时的振动数据来绘制转子的振动曲线，并进行分析和判断。
（三）汽轮机组振动保护
做好汽轮机组的未雨绸缪工作是相当重要的，这比故障发生后再处理更重要，所以，应该做好故障发生前的保护措施。应该为汽轮机组设置振动保护装置，一旦汽轮机组达到或超过了一定的振动限值，就会在脉冲信号的作用下启动保护控制电路，及时关闭主汽门。事实表明，振动保护装置能实现汽轮机在异常振动情况下的紧急停机，可以确保汽轮机组更加稳定、安全的运行。
参考文献：
[1]王旋.对于火电厂大型汽轮机的安装与运行故障的分析[J].中国新技术新产品.2012(2).
[2]刘海军，郑永悦.浅议电厂汽轮机常见振动故障形态[J].科学与财富.2012(12).