引言
随着火电厂汽轮机向大型化、高参数化发展，其运行条件日益严苛，异常振动问题愈发突出。汽轮机的异常振动可能导致设备损坏、效率降低，甚至引发停机事故，严重影响电力供应的稳定性。因此，对汽轮机异常振动的原因进行系统分析，并研究相应的处理措施，是提高火电厂运行可靠性和经济性的关键。本文探讨汽轮机异常振动的成因，并提出针对性的解决方案，以期为火电厂的稳定运行提供技术支持。
1汽轮机运行振动的危害
汽轮机运行中的振动问题，若不加以控制，将带来一系列严重的危害。首先，振动会导致汽轮机的热经济性下降。这是因为过度的振动会增大蒸汽密封间隔，从而减少蒸汽的有效利用，降低热效率。其次，振动还会对汽轮机的动态部件和支撑部件造成损害。例如，异常振动会引起动、静部件之间的摩擦，加速密封件的磨损，甚至可能导致轴颈断裂等严重后果。此外，汽轮机的异常振动还可能引起连接部件的松动。这种松动不仅会影响汽轮机轴承、主油泵等关键部件的稳定性，还可能导致连接螺钉松动或接地螺钉断裂，进而引发设备故障。最后，过度的振动还会威胁到汽轮机的安全运行。它可能导致调速系统不稳定，甚至引发调速系统故障或临界阻塞，导致运行中断和意外停机。同时，振动还可能造成发电机激励部件的松动和损坏，进一步影响整个发电系统的稳定性。
2火电厂汽轮机出现异常振动的原因
2.1因转子受热弯曲变形而导致异常振动
火电厂汽轮机出现异常振动的一个主要原因是转子受热弯曲变形，转子在运行过程中，由于热输出不良或自身热量过高，会导致热弯曲变形。特别是在蒸汽轮机中，冷却剂和水蒸气进入气缸后，与气缸摩擦产生的热量会使转子难以有效冷却，从而引起变形。转子一旦弯曲，就会阻碍叶轮的正常运转，导致异常振动。这种异常振动若未被及时发现和处理，将严重影响汽轮机的正常运行，甚至可能导致严重的故障。转子热弯曲会改变轴的弹性，进而引起转子运转的不平衡和动态响应的变化。在理想情况下，轴的弹性和离心力能够达到平衡，此时转子的振动量较小，对汽轮机运行的影响有限。然而，当这两种力无法中和或发生重叠时，转子将产生剧烈振动，伴随着强烈的噪音，这往往是故障发生的前兆。
2.2转子质量不平衡
叶片脱落、磨损或腐蚀等现象会导致转子质量分布不均，从而在转子旋转时产生离心力，引发振动。此外，转子弯曲也会导致振动，这种振动与质量不平衡引起的振动相似，但有所区别。转子弯曲会加剧汽轮机内部部件的摩擦，而质量不平衡则主要导致轴向振动，尤其是在转子速度超过临界速度时，这种振动效应更为显著。涡轮转子油膜的不稳定或受损也会引起振动，因为油膜损伤后，转子与轴承之间的润滑状态恶化，形成波纹曲率，增加摩擦和振动。汽轮机内部零件之间的摩擦，如托盘与静态托盘之间的摩擦，也会导致循环元件分离和设备操作不当，进而引起振动。水的冲击同样会产生振动，当转子轴向推力与旋转力不平衡时，会产生强烈的振动，影响汽轮机的稳定运行。
2.3轴承故障
轴承作为转子的支撑点，其状态直接关联到转子的旋转平稳性。轴承磨损、损坏或润滑不足会导致转子与轴承间的摩擦增大，进而引发振动。轴承故障的成因复杂，可能源于轴承材料的疲劳、润滑油质量的下降、安装过程中的误差或轴承承受的载荷超出设计范围。这些因素均可能导致轴承性能下降，影响转子的旋转精度，增加不平衡力矩，从而产生异常振动。轴承故障不仅影响汽轮机的运行效率，还可能加速设备老化，增加维护成本，甚至威胁到整个电厂的安全运行。
3火电厂汽轮机常见异常振动的处理措施
3.1对转子热弯曲故障所采取的处理措施
在安装过程中，应严格按照规范进行，比如确保轴与电缆的对齐，设置垂直中心轴并调整螺钉以形成稳固的电缆框架。使用钢尺精确测量井口两侧长度，保证其相等，对于横向设置，可采用分类程序进行调整。平衡器的放置和垂直调整应确保轴承支撑满足要求。安装完成后，需全面检查设备，一旦发现问题，应立即进行调整，直至校准完成。正确的安装能够确保蒸汽轮机轴承在垂直和水平方向上的稳定性，从而避免转子因不均匀载荷而产生摩擦，减少热弯曲现象的发生。若转子出现热弯曲故障，应及时更换转子以恢复设备的正常运行。通过这些措施，可以有效避免转子热弯曲对蒸汽轮机运行的严重影响，确保设备的稳定性和可靠性。
3.2转子平衡调整
转子平衡调整是确保汽轮机稳定运行的关键步骤，当汽轮机出现异常振动时，首先需要分析振动数据，确定是否由转子质量不平衡引起。一旦确认，就需要进行动平衡校正。这通常涉及使用专业的平衡设备，如振动分析仪和动平衡机，来测量转子的不平衡量和相位。根据测量结果，技术人员会在转子的特定位置添加配重或去除材料，以调整转子的质量分布，使其在高速旋转时保持平衡。现场平衡允许在不停止汽轮机的情况下进行调整，而离线平衡则需要在汽轮机停机后进行。精确的平衡调整能够显著降低振动水平，提高设备的运行效率和寿命。
3.3轴承维护与更换
轴承的维护和及时更换是防止汽轮机异常振动的重要措施，轴承是支撑转子并确保其平稳旋转的关键部件。定期检查轴承的润滑状态，确保润滑油清洁且供应充足，这对于减少摩擦和磨损至关重要。如果发现轴承有异常噪音、过热或振动增加等迹象，应立即停机检查。磨损或损坏的轴承必须及时更换，以避免进一步的设备损坏。在安装新轴承时，应确保轴承座和轴承的配合精度，避免因安装不当导致的额外应力和振动。通过这些维护措施，可以有效延长轴承的使用寿命，保障汽轮机的稳定运行。
3.4优化机组保护
为了确保涡轮机的安全高效运行，优化机组保护至关重要。在涡轮机运行期间，应安装振动监测设备和保护系统，并设置报警和信号控制系统。这些系统构成了涡轮机安全运行的基础设施。机床还必须配备振动保护装置，一旦蒸汽轮机的振动超出设定的安全范围，该装置能够自动触发开关保护装置，关闭主门，并向技术人员发送报警信号，从而实现对设备的有效保护。随着设备容量的增加，对蒸汽涡轮机的监测和保护要求也日益提高。因此，对蒸汽涡轮机的监测和振动保护系统需要更高的安全性和可靠性，以应对不断增长的运行挑战。通过这些措施，可以最大限度地减少设备故障的风险，保障涡轮机的稳定运行。
结束语
综上所述，火电厂汽轮机异常振动是一个复杂的问题，其原因涉及机械设计、材料疲劳、运行维护等多个方面。通过对异常振动原因的深入分析，本文提出了一系列处理措施，包括转子平衡调整、轴承维护与更换、优化机组保护等，旨在减少振动、提高设备运行稳定性。
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