汽轮机是发电厂的核心设备，其运行效果对于发电厂的经济收益和生产效果具有重要作用，但由于汽轮机需要长时间运转，设备随着使用时间的不断延长，其老化程度也逐渐增加，极易出现异常振动问题，如果不能加以重视和关注，不仅会影响设备自身运行还会造成发电厂的安全隐患。
一、汽轮机异常振动类型
（一）机械振动
在发电厂汽轮机设备所产生的振动的原因和外部形式相对比较复杂，所以需要从不同方面进行综合分析。
1.轴向振动
发电厂汽轮机如果出现轴承磨损，则会造成不均匀的轴承振动，此种振动通常表现为轴承一端结构面出现明显的松动，并且其振动频率为转子自身的组合频率。
2.径向振动
径向振动主要由于转子不平衡、轴承磨损不均匀等引起的振动问题，此种振动通常会表现，为转子径向位移的平方根[1]。
3.横向移动
发电厂汽轮机内部结构中，由于转子与固定零部件的间隙过小，加上转子结构的自身强度不够，均会引起异常振动问题，其设备振动主要表现为，设备转子中部振动量相比中轴两段的振动量大。
4.旋转振动
在转子生产和制造技术上，会出现转子零部件局部位置过热，自身结构强度降低的情况，如果转子的转速超过标准范围后，则会导致转子出现不良反应，从而引导振动问题。
（二）热力振动
热力振动主要指长期在高温、高压环境下，零部件会出现明显的振动问题，此种振动问题主要分为以下两种类型。
1.轴向热振动
此种类型的振动通常出现在长期在高温环境，并且转子缝隙较小的位置，由于转子长期处于恶劣的环境下进行作业和工作，导致自身热膨胀不均匀，进而引起振动问题，此种振动主要表现为振动频率较低，但是振动幅度高。
2.径向热振动
该现象通常出现在设备的涡轮转子连接处和叶片处，问题产生的原因是由于叶片的热膨胀不均匀引起振动，其表现形式为振动频率和转速普遍较高。
（三）气流振动
气流振动主要是由于发电厂汽轮机内部转子接触不同程度的空气流通，所引起的气动力不稳定问题，通常表现为气动数值以及浮动频率不断出现明显变化，尤其在燃气轮机设备中，转子会由于设备燃烧所产生的气流，出现气动振动问题，除此之外，设备压缩机叶片损坏、转子旋转位置以及旋转间隙扩大等原因，同样会引起气流振动问题。
鉴于汽轮机异常振动问题想要有效解决，除了要选择适合的维修技术以外，还要建立快速、高效、准确的监督结构体系，确保工作人员能够随时随地掌握设备的运作信息，以此监控设备所出现的异常振动现象，更好的调整设备的运行状态，从根本上确保设备能够稳定运行。
二、实际案例
新疆地区某发电厂汽轮机在实际运行时，由于设备转子主要由刚性靠背轮进行结构连接，设备内部中轴由6个圆筒瓦结构的轴承进行结构支撑，其中1-3号轴承为座缸式，4-6号轴承为落地式，为保证汽轮机能够正常运转，转子设备主要设定在1-2号轴承上，并且临界转速参数为1670r/min。如图1所示。
图1汽轮机内部结构
三、汽轮机异常振动排除策略
（一）异常振动原因
1.支撑结构损坏
由于汽轮机内部主要由不同类型的电子元件和设备零部件所构成，比如：轴承的轴封隔板、密封叶片、叶轮、中轴等，如果设备的支撑结构出现损坏，则会导致汽轮机出现异常振动现象，严重时甚至会造成内部结构碎裂，导致设备停止运转[2]。
2.连接部件松动
如果汽轮机内部转子出现振动，后会导致设备机组相连接的轴承、轴承座、主油泵、涡杆、涡轮连接结构、凝结器、发动机、冷却器等相关连接区域进行共振，从而引发连接法兰、连接螺栓不断振动，造成巨大的安全事故。
（二）维护策略
1.气流振动
在汽轮机异常振动维护方法中，气流振动是常见的振动类型，并且相比其他振动种类来说，振动主要包含以下两个特点。其一，一旦汽轮机出现气流振动问题后，设备或出现较大数值的低频振动变化。其二，汽轮机出现振动问题后，其设备的基础运行参数会出现明显转变，比如：压力负荷会大幅度增加，并呈现出突发式增长趋势，其核心原因则是由于汽轮机内部结构的叶片，受到外界环境的影响，导致不均匀的气体不断冲击叶片自身，从而出现气流振动问题。所以想要有效制定设备异常振动的维护策略，技术人员要根据汽轮机气流振动现象和实际数据进行综合分析，并详细记录汽轮机每组振动的数据变化，制作成曲线结构图，从中观察数据曲线变化的趋势和幅度，随后通过更改、优化、调整设备的运转负荷，进一步观察设备振动数据的变化，如果设备仍然出现异常振动情况，则需通过改变汽轮机在不同运转压力负荷下，高压气门运转速度，以此有效消除气流振动问题。
2.热变形
热变形主要指的是汽轮机内部转子在长期处于高热、高压环境下，自身结构所出现的形变问题，从而引发异常振动，此种振动通常出现在设备机组从静态启动后快速进入到高压负荷状态，此时设备的转子温度大幅度提升，转子材料的内应力不断释放，从而引发转子出现热变形。对此，技术人员要根据转子热变形的具体原因和影响因素进行综合分析，进而得出相关结论，转子永久性损坏以及临时性损坏是两种不同类型的故障问题，但由于故障原因大致相同，都与转子自身质量有关，所以一旦出现热变形问题后，都会产生与质量偏心相似的旋转矢量振动力量。除此之外，一旦转子出现结构弯曲后，自身弯曲所产生的弹力会与转子连接结构产生离心力，此时转轴的振动幅度会在某一范围转速下减小。所以技术人员要根据汽轮机转子热变形，与连接结构之间的关联进行综合分析，发现当转子由于热变形所出现的弯曲作用小于连接结构，振动幅度会大幅度降低，直至达到临界点转速以下；反之振动幅度会始终停留在临界点转速以上，所以当转子出现热变形问题且产生振动现象后，技术人员要立刻更换全新的转子，避免转子长时间处于振动状态[3]。
3.摩擦振动
相比其他异常振动现象来说，摩擦振动的特点相对比较明显，其一，由于汽轮机内部转子弯曲会产生全新的不平衡力量，此种力量则会转化为异常振动，但是其振动信号仍然为公平，一旦受到外界冲击或者非线性参数的影响，则会出现分频倍频和高频。其二，转子出现摩擦时，自身振动的数值浮动与相位普遍具有波动性特点，其波动时间相对较长，但是摩擦振动问题如果过于严重振动，幅度和相位则不会出现明显的数据波动，振动幅度会增加振动时间降低。对此，技术人员要根据转子摩擦振动的基础原理入手，制定一系列维修策略，如果经过维修后，转子仍然无法缓解振动情况则需立刻更换。
结束语：
由此可见，随着社会大众对于电力能源的需求不断增加，发电厂的运营规模和运营数量随之扩大，为了确保发电厂能够正常运转，降低设备损坏和维修频率，提高发电厂的经济收益，日常维护团队要结合发电厂汽轮机运行状态和故障种类，对汽轮机所出现的异常振动问题进行详细分析，制定一系列维护策略。
参考文献:
[1]邹少聪.火电厂汽轮机振动异常原因及故障判断研究[J].现代制造技术与装备,2024,60(05):180-182.
[2]路来孔.基于大数据的火电厂汽轮机异常振动分析研究[J].设备管理与维修,2024,(05):72-74.
[3]朱强强.火力发电厂汽轮机异常振动原因及解决措施研究[J].现代制造技术与装备,2023,59(10):172-174+182.
