电厂汽轮机常见振动故障形态分析与研究

摘 要 电厂汽轮机是电厂生产系统中的重要组成部分，但是因为其本身组成结构较为复杂，加之应用外部环境存在一定特殊性，所以经常会发生各类故障。基于此，本文立足于电厂汽轮机角度，分析了汽轮机工作基本原理，研究了汽轮机常见的气流激荡以及转子热转弯等振动故障形态，并提出了有效的故障解决方法。希望可以推动我国电力事业稳步发展。

关键词 汽轮机;气流激荡;摩擦振动

引言

近几年，随着我国科技水平的不断提升，各类大型、高精度机械被应用到生产当中，设备在发挥作用的同时，也在给使用者带来困扰，设备故障维修便是其中之一。就电厂汽轮机而言，振动故障是常见故障，如果不能及时发现、判断与解决，将会影响电厂生产系统正常运转。因此，对电厂汽轮机常见振动故障形态分析与研究有着鲜明现实意义。

1 电厂汽轮机工作原理

1.1 汽轮机盘车装置

汽轮机盘车是整个设备当中的重要组成部分，其本身运动过程较为复杂，简单而言，可以盘车作用原理总结为以下内容：电机通过运动，带动各个齿轮进运动。就目前盘车应用情况而言，主要分为两种形式：第一种是自动投入，设备中的油泵会产生油压，油压在达到一定数值之后就会向盘车控制系统发送启动信号，接收信号之后，盘车打开电磁阀带点，促使各个此轮相互咬合与转动。第二种是手动投入，手动投入模式与自动投入模式的工作原理有相同之处，都是通过油泵产生油压，向盘车控制系统传递信号，之后手动投入模式需要搬动拐臂杠杆促使齿轮之间相互咬合。

1.2 蒸汽机

对于汽轮机而言，内部的蒸汽机其实可以看作是一种动力机，在蒸汽机的作用下，通过不断选装，将各种能量将会转化成机组运行所需能量。应用功能较为强大，所以不仅会被应用被当作原动机进行使用，也会被当作压缩机来使用。

总的来说，电厂汽轮机的工作原理可以总结为以下内容：设备应用不同作用力，促使相对物体进行做功。作用力包含很多种，既可以是冲击力也可以反向作用力。前者被用来提升设备机械能，后者被用来改变物体运行状态。

2 电厂汽轮机常见振动故障

科技与经济的共同发展，促使现阶段各类机械设备被制造和应用，多种多样的设备在提升生产效率与质量的同时，也在增加故障种类以及故障发生概率，如果在正常生产过程中，设备因为故障停机，将会造成不同程度的损失与危害。从故障形成角度而言，造成故障的原因有很多，例如温度、湿度以及压力等，不同原因最终产生的故障类型不同，但是振动故障是最为常见的一种，严重情况下会导致设备停止运行。

2.1 气流激荡

气流激荡是振动故障中较为常见的一种，产生原因有很多，其中设备叶片内部压力是最为主要的一种。叶片在正常运行过程中，本身会产生固定形态的气流，因此，叶片周围的气压较为稳定，当外来气体进入之后，将会破坏此种稳定状态，进而导致气流混乱，形成气流激荡现象，在混乱气流作用下，设备会发生异常振动[1]。不同类型设备产生气流激荡的概率存在差异性，其中大型设备产生气流激荡的概率要高于小型设备，这主要是因为大型设备的末级更长。

2.2 转子热转弯

对于汽轮机而言，转子的作用十分重要，是促使汽轮机持续产生机械能的重要构件。而在电力生产当中，汽轮机运动以及在外部环境的影响下会发热，这些不均匀的热量作用到转子之上就会导致转子发生形变，此时转子进行转动，就会产生异常振动。异常振动故障大小，将会由转子材质所决定，材质不均匀发生弯曲的可能性就会增加，形变程度也会加大。

2.3 摩擦振动

转动过程中，转子之间将会发生摩擦，进而引起设备异常振动。从设备应用角度而言，零件之间的摩擦是一种常态，之所以在摩擦之后会产生异常振动，主要是因为转子之间的摩擦点分布不均匀，摩擦时导致转子不同位置的温度变化存在差异性，进而产生异常振动。

3 常见振动故障排除方法

作为一种较为常见的故障，异常振动会引起很多种类型的机组故障，因此，在故障检修中必须做好故障原因分析，具体而言，需要去确定故障机组，故障状态下的运行频率;确定机组内部异常故障位置等，只有分析透彻，才能保证故障原因确定准确。

针对上文提出的故障问题，本文提出常用故障處理方法：针对第一种异常振动问题，要求技术人员充分记录设备各个阶段运行数据，尤其是设备在满负荷状态下的运行数据，以求可以从数据分析中获取设备振动变化关系。处理方法主要范围两种，一种是对负荷率进行变化，另一种是避开气流激荡负荷范围[2]。对于第二种问题，常用处理方法为直接更换转子，可以在短时间内消除故障。基于汽轮机转子质量不平衡会有一些现象诸如：振动的稳定性很差等，根据上述特性找出摩擦厉害的部件，进行修复。日常检测维修时应该充分利用记录的数据进行振动具体情况详细分析，确定故障发生的部件，并及时排除故障。

4 结束语

综上所述，因为汽轮机本身结构较为复杂，在电力生产中经常需要进行热能、机械能的转换，最终引起各种故障。针对设备振动故障来说，在检修过程中应该的采取多种方法进行故障分析，急于拆解机组并不能提升故障处理效率，反而会增加故障处理难度与时间，要求技术人员可以具有责任心，不仅需要做好故障处理，而且需要做好设备日常运维。

参考文献

[1] 迟警.基于小波包与改进DE-ELM的汽轮机振动故障诊断研究[D].吉林：东北电力大学，2016.

[2] 冯永和.离心压缩机汽轮机（103JT）的振动故障分析和研究[D].兰州：兰州理工大学，2014.

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