汽轮机常见故障排除方法与分析

【摘　要】文章论述了汽轮机运行过程中各种振动、异音、等问题，针对并提出了相应的解决方法。

【关键词】汽轮机调节系统；故障；分析

1.汽轮机异常振动原因分析汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质等等。因此，针对汽轮机异常振动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因进行分析是维修汽车机异常振动的关键。

2.汽轮机组常见异常振动的分析与排除引起汽车机组异常振动的主要原因有以下几个方面，汽流激振、转子热变形、摩擦振动等。针对着三个主要方面以下进行了详细的论述。2.1汽流激振现象与故障排除汽流激振有两个主要特征：2.1.1应该出现较大量值的低频分量。2.1.2振动的增大受运行参数的影响明显，如负荷，且增大应该呈现突发性。其原因主要是由于叶片受不均衡的气体来流冲击就会发生汽流激振；对于大型机组，由于末级较长，气体在叶片膨胀末端产生流道紊乱也可能发生汽流激振现象；轴封也可能发生汽流激振现象。针对汽轮机组汽流激振的特变化情况。通过改变汽轮机不同负荷时高压调速汽门重调特性，消除气流激振。简单的说就是确定机组产生汽流激振的工作状态，采用减低负荷变化率和避开产生汽流激振的负荷范围的方式来避免汽流激振的产生。2.2转子热变形导致的机组异常振动特征、原因及排除转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。2.3摩擦振动的特征、原因与排除摩擦振动的特征：2.3.1由于转子热弯曲将产生新的不平衡力，因此振动信号的主频仍为工频，但是由于受到冲击和一些非线性因数的影响，可能会出现少量分频、倍频和高频分量，有时波形存在“削顶”现象。2.3.2发生摩擦时，振动的幅值和相位都具有波动特性，波动持续时间可能比较长。摩擦严重时，幅值和相位不再波动，振幅会急剧增大。2.3.3降速过临界时的振动一般较正常升速时大，停机后转子静止时，测量大轴的晃度比原始值明显增加。

3.汽轮机不正常的振动和异音3.1机组突然发生强烈振动或清楚听见摩擦声，应破坏真空，紧急停机在负荷变动的情况下，机组发生不太强烈的振或可疑的声音时，要降低负荷直至振动消除为止，同时分析振动原因，为此应检查：（1）润滑油压是否降低。（2）轴承进口油温是否过高或过低。（３）轴承出口油温是否过高。（４）主蒸汽温是否过高。（５）主蒸汽温度是否降低到使湿蒸汽进入汽轮机的程度。（６）汽轮机汽缸膨胀情况：汽缸单方向膨胀时应查明原因，是否因冷空气气流影响，必要时关闭门窗及时消除。3.2汽轮机凝汽器的真空度下降直空表指示下降，同时排气温度升高和凝汽器温差明显增大。对真空下降的处理原则：首先核对排汽压力和排汽温度，确认真空已下降；然后调整负荷根据其特征采取相应措施，排除故障，使真空恢复正常，具体如下：3.2.1循环水中断或循环水量不足：当循环水表压指示回零时，表明循环水中断，应迅速减掉机组负荷，并根据真空降落情况停机；若真空缓慢降落，循环水温升高较多，表明循环水理不足，应增加水量。3.2.2轴寺时供汽中断：当负荷降低时未及时调整轴封供汽而造成真空降落，应及时调整轴封进汽量及压力。3.2.3真空系统管道严重漏汽或阀门不严：管道膨胀不均，致使真空系统系统管道破裂或法兰漏汽。3.2.4凝汽器满水或水位升高：若凝汽水泵异常，应启动备用水泵，停止事故泵；检查是否误开凝汽器补水阀。3.2.5检查下列各项：大气安全阀是否断水；凝汽器水位计不严；真空管道上真空阀、法兰不严。3.3汽轮机轴位移增大3.3.1轴向位移超过正常值时应迅速减负荷，使轴向位移降低到额定数值以下；检查止推轴承出口温度和止推轴承温度；监视机组有无异音振动，轴封处有无不正常的摩擦声；测定汽轮机组各轴承的振动情况。3.3.2若轴位移增大，并伴随不正常的噪声和振动，或轴向位移在空负荷运行情况下超过停车值时，应迅速破坏真空，紧急停机。

4.转子不平衡在现场发生的机组振动过大，按其原因来分，属于转子质量不平衡的约占80%；按激振力性质来分，属于转子不平衡力的将达90%左右。目前运行的汽轮机和发电机转子大部分均属于柔性转子，这种转子在转速升高的过程中，其绕曲将发生改变，转子平衡状态也随之发生变化，此时转子产生的不平衡离心力是不平衡质量产生的不平衡力和转子绕曲产生的不平衡力之和。如果工作转速下存在较大的基频振动，并已排除了轴承座刚度不足、固定式联轴器连接的转子不同心和平直度偏差过大、轴颈不圆等故障，那么就可以判断出引起工作转速下振动过大的原因是转子不平衡。

5.轴系同心度和平直度偏差5.1转子与汽缸或静子的同心度检查转子与汽缸或静子同心度，这是机组安装、检修中一项重要工作。如其偏差过大，则可能会引起汽流激振、电磁激振、动静碰磨。若碰磨发生在转轴处，会使转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。因此，在安装过程中，汽轮机台班就位，汽缸及轴承座就位安装，转子在汽缸内找中心，联轴器找中心，汽封、通流部位间隙的测量和调整、复查联轴器中心、联轴器连接等诸多环节应作好中间过程的质量控制工作。启动前轴偏心、汽缸温差、差胀等重量参数一定要控制在规程规定的范围内，否则摩擦将使转子弯曲引起振动增加，甚至无法启动机组。在启动过程中，机组发生动静摩擦时不能强行升速，否则容易造成大轴永久弯曲。如果转速在临界转速以下，应该立即打闸停。5.2轴承座标高和左右位置偏差检查转子对中或找正，是将联轴器断开，检测联轴器圆周和端面开口偏差（上下、左右），将这种偏差称作机组中心不正。这种偏差产生主要有以下两方面原因：5.2.1联轴器缺陷当联轴器法兰外圆与轴颈不同心、联轴器法兰止口或螺栓孔节圆不同心，端面瓢偏，连接螺丝紧力明显不对称时，否认圆周和端面如何正确，当把连接螺栓拧紧后，都会使连接轴系不同心和不平直。5.2.2如忽略联轴器缺陷当其圆周、端面开口存在显著偏差时，拧紧联轴器螺栓，虽然连接的轴系仍然同心和平直，在旋转状态下并不直接产生振动的激振力，但它会产生很多不良后果。

6.结束语以上是根据生产实践中所遇到的实际情况进行观察分析入处理后的一些认识和总结，在实际工作中可以根据相同机组的不同特征来分析、判断导致汽轮机运行中，故障的原因，使故障得以及时的消除。

【参考文献】

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