1、大型汽輪機故障分析

　汽輪機組總是發(fā)生故障，主要是由于汽輪機進行長時間的運行從而導致其關(guān)鍵部位受到磨損，這樣就對機組的正常運行產(chǎn)生了很大負面影響。據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，振動是造成汽輪機磨損的重要原因，又有很多因素會導致汽輪機發(fā)生振動，比如進汽的參數(shù)、疏水、所用油的溫度和質(zhì)量等，這些因素都對機組的振動有很大的影響?？梢?，只要任何一個設備或介質(zhì)都跟機組有關(guān)系，都有可能是機組發(fā)生異常振動的原因。

2、常見汽輪機振動故障分析及處理

　　2.1 對汽輪機常見的異常振動進行分析并排除 

　　下面將會詳細論述針對引起汽輪機組異常振動的主要原因：汽流激振、轉(zhuǎn)子熱變形、摩擦振動等三個主要方面： 

　　2.1.1 汽流激振與故障排除 

　　由于受到不均衡的氣流沖擊力，導致汽輪機組的葉片會發(fā)生汽流激振現(xiàn)象；而對于末級較長的大型機組來說，發(fā)生汽流激振現(xiàn)象的原因可能是由于在葉片膨脹末端，氣體發(fā)生流道的紊亂。因此，較大量值的低頻分量、振動的增大受負荷等等具有明顯的影響，就成為汽流激振的明顯標志。針對這兩大特征，根據(jù)較長時間以來對每次機組振動記錄的數(shù)據(jù)進行分析，將相關(guān)曲線繪制出來，再觀察曲線的變化規(guī)律，總結(jié)成書面文字，方便以后的工作。經(jīng)過一系列的實驗表明，為了避免汽流激振的產(chǎn)生，可以采用降低負荷的變化速率的方式。 

　　2.1.2 由轉(zhuǎn)子的熱變形導致的機組異常振動特征和原因及其應對措施 

　　引發(fā)汽輪機振動的原因還有很多，例如轉(zhuǎn)子發(fā)生的熱變形。這種情況的發(fā)生在很大程度上取決于轉(zhuǎn)子的溫度以及蒸汽參數(shù)。轉(zhuǎn)子的熱變形大多數(shù)都發(fā)生在帶負荷階段，也就是在機組啟機定速之后，增加的是一倍頻振幅。此時，隨著轉(zhuǎn)子的溫度越來越大，材質(zhì)內(nèi)應力發(fā)生釋放，從而引起轉(zhuǎn)子發(fā)生熱變形。同時，隨著一倍頻振動的增加相位也發(fā)生變化，從而導致轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲變形，就引發(fā)了轉(zhuǎn)子的異常振動。 

　　2.1.3 摩擦振動的特征、原因與應對措施 

　　汽輪機的摩擦振動有三個主要特征，一是在轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲或熱變形時，會產(chǎn)生新的不平衡力，這時候振動信號的主頻仍然是工頻，不過可能會出現(xiàn)少量分頻、倍頻和高頻分量，這是因為轉(zhuǎn)子受到?jīng)_擊的影響。二是在汽輪機發(fā)生摩擦時，具有波動特性的幅值和相位，其波動可能持續(xù)比較長的時間。但是，如果摩擦比較嚴重，振動的振幅會急劇增大，其幅值和相位停止波動。三是汽輪機的降速超過臨界狀態(tài)時，相對于正常升速時汽輪機發(fā)生的振動一般要大很多，轉(zhuǎn)子在停止轉(zhuǎn)動后會發(fā)現(xiàn)大軸的晃度有了很明顯的增加。 

　　2.2低壓對輪螺栓擋風護板脫落 

　　國內(nèi)多臺機組在汽輪機沖轉(zhuǎn)過程中，當轉(zhuǎn)速達到某一數(shù)值時，#4、5、6軸振動突然增大，#5軸振動更是嚴重超標。緊急停機后，檢查發(fā)現(xiàn)靠近#5軸承的對輪螺栓擋風板脫落。擋風板分上下兩半，對輪上有一個環(huán)形槽，用螺絲把護板固定在環(huán)形槽內(nèi)。由于飛護板尺寸太小，或是對輪螺栓不合適，導致護板沒有完全固定在環(huán)月封n內(nèi)，在離心力達到一定數(shù)值時，把固定螺栓剪斷，因此安裝時一定要確認護板尺寸大小合適，并固定于飛環(huán)形槽內(nèi)，不得外露。 

　　2.3配套設備側(cè)軸振超標 

　　發(fā)電機#7軸瓦振動超標在國內(nèi)投產(chǎn)的多臺機組中屢有出現(xiàn)，此處一般發(fā)生普通強迫振動，并與勵磁電流有關(guān)，隨其波動。導致此類情況發(fā)生的原因是發(fā)電機轉(zhuǎn)子有變化的不平衡質(zhì)量。例如：自身或其部件發(fā)生熱變形、護環(huán)可恢復性位移、通風不順暢、端部線圈熱變形、轉(zhuǎn)子與油擋、密封瓦摩擦。還有就是轉(zhuǎn)子在制造廠“熱老化”工藝過程不足?；蛘呤寝D(zhuǎn)子線棒、槽楔隨勵磁電流的變化發(fā)生徑向位移或匝間短路等電氣故障。此類振動，現(xiàn)場一般的處理措施是：在低發(fā)對輪處加配重，并應兼顧低壓缸兩側(cè)軸瓦振動。 

　　#8軸瓦振動超標，此處軸振動處于合格范圍，而瓦振動嚴重超標。此處振動與低壓側(cè)軸瓦振動超標的原因基本相同，都是屬于飛軸承座支撐軸瓦的剛度不夠。因此，現(xiàn)場應注意以下幾個環(huán)節(jié)： 

　　1）在機組的安裝過程中，要保證發(fā)電機基礎(chǔ)的二次灌漿質(zhì)量，保證軸承座底板與臺板、臺板與基礎(chǔ)、軸承座中分面間接觸良好。 

　　2）保證發(fā)電機端蓋螺栓緊力足夠且均勻。并要做定子負荷分配，按照安裝工藝要求階梯形布置墊片，保證定子承載均勻。 

　　3）要避免氫氣冷卻器等部件產(chǎn)生共振引起發(fā)電機軸瓦振動增大。 

　　2.4低壓側(cè)軸瓦振動超標 

　　近年來國內(nèi)大型機組低壓側(cè)軸瓦振動超標有以下幾種： 

　　某機組#6軸振動合格，而瓦振動超標。分析此類情況的，軸振動不大，說明轉(zhuǎn)子不存在激振力大問題，而軸瓦振動大，根據(jù)現(xiàn)場情況分析有可能是軸承座對軸瓦的支撐剛度不夠所致?，F(xiàn)場采取了一此加固措施，但效果并不理想。根本的方法還是應從設計入手，選取軸承座剛度好的材料和設計形式等。 

　　另外一種現(xiàn)象是某機組在試運行期間出現(xiàn)#6軸Y方向振動在一定范圍內(nèi)波動，而基頻振動相對穩(wěn)定，其兩側(cè)軸振動正常，同時在此振動軸承附近聽到異音。經(jīng)過現(xiàn)場分析判斷，振動故障僅在#6軸承附近，隨后停機檢查#6軸瓦，發(fā)現(xiàn)上瓦塊定位彈簧斷裂，更換彈簧后機組重新啟動，此處振動消失。 

　　再者就是振動方式以基頻為主，幅值和相位基本穩(wěn)定，這種振動一般可通過做動平衡得到改善。 

　　2.5勵磁端軸振動超標 

　　#9車由承為滑環(huán)外種端支撐軸承，很多現(xiàn)場也發(fā)生過#9軸振動超標問題，在額定轉(zhuǎn)速下#9軸承振動超標，通過試驗發(fā)現(xiàn)此處振動隨轉(zhuǎn)速升高而增大。分析原因一般是設計和安裝過程中存在一定的問題。由于飛發(fā)電機轉(zhuǎn)子和延伸段采用三支撐結(jié)構(gòu)，延伸端轉(zhuǎn)子相對細且長，因此，當延伸端存在原始不平衡或發(fā)電機轉(zhuǎn)子一延伸段聯(lián)軸器安裝超差，導致#9軸頸晃度偏大時，#9軸承處就很可能產(chǎn)生很大的軸振動。當發(fā)電機轉(zhuǎn)子一延伸段聯(lián)軸器連接螺栓緊力不足或不均勻時，隨著運行時間的延長，聯(lián)軸器中心也會發(fā)生偏差變化，從而引起不平衡，造成振動逐漸增大。一般此類情況現(xiàn)場最有效的辦法還是動平衡。

3  結(jié)語

　　汽輪機故障的危害非常嚴重，只有對異常部位進行定期檢查和維護，才能減少汽輪機異常狀況的發(fā)生。同時還要引進先進的管理技術(shù)，加強監(jiān)督管理，盡可能的減少故障的發(fā)生。同時，發(fā)電廠還應該注意將技術(shù)引進和人才培養(yǎng)結(jié)合起來，不斷創(chuàng)新崗位工作方式，加強技術(shù)性人才的培養(yǎng)，提高整體的工作效率和質(zhì)量，從而促進大型發(fā)電廠機組的穩(wěn)定運行。