探析汽轮机安装振动原因与预防对策

刘陪刚 杨勇

贵州黔东电力有限公司 557700

摘要：近年来，随着我国社会的不断进步，其他工业也得到了飞速的发展，从而推动了国家的现代化进程。异常振动是电厂汽轮机的一种常见故障，它将直接影响到机组的工作效率和工作质量，从而造成电力公司的经济损失，甚至造成电力系统的不正常运行，从而影响到人们的正常工作和生活。在发电系统中，发电机起动过程失效是一个非常常见的问题，也是一个很难处理的问题。作为能源转化的重要动力设备，在日常工作中出现的异常振动是最突出的问题。引起汽轮机异常振动的因素多种多样，对其进行故障分析具有很高的专业性，对汽轮机的不正常振动进行有效的处理，做好故障原因的分析和处理，能保证机组的正常工作。

关键词：汽轮机安装；振动原因；预防对策

引言

汽轮机属于大型工业设备，其主要工作原理为在高速旋转的作用下高温、高压蒸汽的热能和压力能转化为机械能，进而驱动发电机、压缩机以及空压机等设备。汽轮机在实际运行过程中会不可避免地产生振动现象。但是，由于汽轮机腐蚀磨损、操作不规范以及加工装配误差等原因还会导致其出现异常振动[1-5]。因此，基于对汽轮机振动信息的采集，判断其故障类型和位置，对于其实现快速高效维修具有重要意义。

1汽轮机概述

汽轮机作为将高压高温蒸汽热能转化为机械能的设备，具有输出功率大、效率高、结构简单以及运行平稳等优势。一般情况下，汽轮机在规定范围内的振动不会对机组造成严重的影响；但是，当汽轮机的振动超过阈值时会导致机组连锁停机，不仅会出现恶劣事故的发生，而且会影响生产效率。

汽轮机的主要结构包括前后轴承座、转子、调节气阀、气缸、动叶片、静叶片以及速关阀等。通过对汽轮机异常振动信号的监测判断其故障。一般情况下，汽轮机的异常振动主要包括以下三方面：（1）汽轮机转子出现异常振动，从而引发机组出现摩擦抖动、摩擦涡动以及转子热弯曲等故障。（2）由于汽轮机的油膜出现振荡、涡动，导致机组出现异常振动，其不仅会影响转子的使用寿命，甚至还会造成油膜损害，进而诱发轴瓦磨损和烧瓦的事故。（3）由于汽轮机机组安装所导致设备中的机械零部件存在偏差，强制运行会造成非常严重的后果，而且维修时还需要消耗大量的人力、物力和财力。

2汽轮机性能老化的主要原因

2.1机组通流部分结垢

汽轮机通流部分结垢与电厂机组运行的汽水品质关系很大，不良的给水化学控制是汽轮机通流部分出现沉积物的主要来源。通流部分沉积物对汽轮机性能的影响取决于它们在汽轮机内的位置、它们在喷嘴和动叶上的位置、厚度以及由此产生的表面形态。通流部分沉积物可以改变喷嘴和动叶的基本轮廓形状，导致改变汽轮机内的焓降分布，较差的通流部分气动特性以及由于较粗糙的表面状况引起的增加的摩擦损失相关联的效率损失。当沉积物发生在汽轮机高压缸部分时，会减小汽轮机的通流能力。这是由于高压缸部分蒸汽压力高，动静叶片叶高相对较短，通流面积较小，沉积物附着在叶片表面，会极大地减少喷嘴和动叶通流面积，从而对汽轮机整体通流能力造成较大影响。

2.2汽轮机受异物击打损坏

汽轮机蒸汽通道的异物损坏是由外来物质进入汽轮机造成的。典型的异物包括焊条，焊珠，焊接飞溅物，诸如小螺母和螺栓的松散碎屑以及可能从蒸汽系统或汽轮机本体中的上游部件松动的其它材料或部件。异物造成的损坏通常在喷嘴后缘和动叶前缘处发现。异物容易通过喷嘴，但是它不能加速到足以穿过动叶通道，导致异物在喷嘴和动叶之间来回弹射。这将一直持续，直到它破裂。汽轮机受异物击打损坏主要是与机组安装和运行等水平有较大关系；相对而言，此类问题占比较低。

3汽轮机机组故障的诊断与决策

3.1人工神经网络

（1）人工神经网络。汽轮机故障诊断措施具体是应用比较诊断、方式辨别、人工神经网络以及专家体系等等多项先进化的技术对策。则现阶段，探索与使用相对普遍的对策即为人工神经网络与专家体系，前者被广泛称之为神经网络，其是立足于神经学的前提下产生出的新型学科，在此学科过程中具体存在经生物学、电子学、计算机学、数学以及物理等等众多学科，其使用的前景又相当宽泛。神经网络模拟人脑信息解决的人工网络体系，其以物理上能达到的器件、体系或是计算机实现人脑的操作。（2）此网络尽管比不上人体脑部的神经体系，也不存在相对健全的扫描性能，然而在很大程度上也基本达到了人类大脑独有的作用。人工网络在实现人类基础作用的同时，也随着日常的使用与经验累积，逐步具备了辨别人类大脑性能的独特优点，为设施的故障诊断工作奠定了良好的根基。除此之外，人工神经网络系统还存在储存与容错性、大范围且具备处理、自学习、自组织、自顺应及烦琐的非线性动态体系等多项复杂能力。

3.2专家系统

此外一个汽轮机组故障的诊断决策作为专家体系的使用。现如今，科学技术开发人员更加重视专家体系的健全和改进，因为专家体系具备经过文字输入来表述目的的特点，同时在日常的诊断工作过程中能够根据思维逻辑来开展科学合理的推理且对综合体系的推理结果开展科学的阐述。专家体系可以辨别人类语言不能用数学模型等方式表达的知识，并且也可以借助累积及时应对自身的知识库进行完善。同时，在一些指定的场所与工业行业模拟工作人员的日常工作，在一定程度上减少工业部门在人力层面的成本投放。在其前提下，专家体系存在操作便捷、数据处理方便以及工作流程简约等很多优势，专家体系能够对事件提出结论的同时也给出解释与表明。

4异常振动的处置方法

对汽轮机的使用监管。由于汽轮机在我国的经济发展中起着非常重要的作用，所以为了使电厂的安全运行，需要及时地解决汽轮机故障。汽轮机在电站设备中占有举足轻重的地位，因此，必须提高对机组的故障监测与管理。为了解决这种异常的问题，可以对新的设备进行检查，看看它是否达到了生产的要求，在通过了新的设备的检验之后，就可以进行例行的检查，提高故障的早期预警，提高整个机组的检测能力，然后根据实际情况，制定出一套科学的对策，将汽轮轮的使用情况调整到一个比较科学的程度，然后再与其他的仪器一起使用。另外，在汽轮机的使用当中，还可以安装一套检测设备，这样可以更好的监控汽轮机的使用状况，同时也可以针对出现的问题给出一个比较合理的解决办法，让专家们及时的发现问题，及时进行维修，从而降低汽轮机的安全事故，从而促进电厂的发展。

解决转子热弯措施。为防止汽轮机转子因热变形而引起的异常振动，必须严格按照工艺程序，对转子进行正中法校正，以保证转子在旋转过程中不会出现偏差。预防工作要从基本的安装开始：（1）预埋件保证了在垂直的中线上，用调整螺钉固定，以确保金属支架可以在标准的位置。（2）将悬垂钢丝的精确位置沿着纵轴中心线进行定位，并做好记号。（3）对齐中心和轴，用钢带精确地测出铁丝到凹陷中心的两边长度。（4）调整轴承和基座，两边的长度偏差应控制在0.05mm以内，以保证正确的安装位置。

结语

为了准确地确定某一设备的振动原因，找出其振动的规律，需要进行大量的资料分析，并进行相应的测试。有了这些数据的支持，再结合操作和维修资料进行全面的分析，就能找出造成大震动的真正原因。找出原因，对后续的改进措施也有直接的帮助。在实际生产过程中，应采取科学、合理的方法来防止振动的发生。在机组投入使用前，应进行试验，及时发现异常振动并采取相应的措施，并设置监控和保护系统，以确保整个机组的正常工作。

参考文献

[1]方伋.基于因果分析法解决汽轮机振动问题的分析[J].中国设备工程,2022(07):164-166.

[2]王嘉俊,姜琳.汽轮机间歇性振动故障分析处理[J].中国科技信息,2022(13):80-82.