摘 要：随着我国经济建设步伐的不断加快，我国用电需求量逐年增加，这就对大型汽轮发电机的运行提出了更高的要求。目前，汽轮发电机在具体的工作中经常会出现很多的问题，直接影响到发电机的正常工作，我们必须提高对汽轮发电机事故的重视，这样才能够保证电力工作的正常运行。文章主要针对汽轮发电机工作中一些简单故障进行阐述，希望能够给相关人士一定的借鉴。
关键词：制造业自动化杂志,汽轮机,振动,转子,原因
1 汽轮机的结构
汽轮机主要由转动部分(转子)和固定部分(静子)组成。转动部分包括叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套(或静叶持环)、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。
汽轮机的工作原理是具有一定压力、温度的蒸汽，进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度。高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功，当动叶片为反动式时，蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力亦使动叶片做功，动叶带动汽轮机转子，按一定的速度转动。
2 振动的特点
转子是汽轮发电机的一个重要部件，在汽轮发电机工作的过程中转子存在高速运转的惯性。通常我们所认为的理想状态应该是当转子和主轴的轴线重合时就是转子的最佳平衡状态，但是在实际的运转当中是很难真正达到的，因为发电机组运行时间过长就非常容易出现磨损，这样就会出现质量不平衡的情况，当这种不平衡的力达到了一定程度，就直接影响汽轮发电机组的正常运转，进而导致电力企业出现损失。所以我们应该研究发电机组震动故障产生的原因及对策，这对发电机组正常稳定的运行具有十分重要的作用，下面我们就对震动的特征进行阐述。
造成汽轮发电机故障的原因有很多，其中因为发电机组转子和轴系质量不平衡所导致的振动故障情况比较常见，一旦发生也比较好确定，但是作为专业的检修人员不应该只凭借主观判断就直接确定，应该根据设备情况和相关的理论知识来进行分析，找到最佳的解决办法，避免振动故障经常出现。具体来说，振动故障的发生特征主要有以下两种，一是稳定的工频振动在整个信号中占主要成分，工频分量振幅为主的状况在各种工况都是稳定的，工频振动的相位同时也是稳定的。二是稳定的工频振动其幅值与相位随转速的变化以及定速后随时间的变化成线性规律，并且具有重复性。我们必须注意的是转子出现质量不平衡现象，并不能说明转子原始质量就不平衡，一般都是因为工作时间过长导致转子的转动部件出现松动等情况而引起的，这种问题是十分容易重复出现的。
3 转子质量不平衡的分类特征
导致转子出现质量部平衡的原因有很多，下面我们主要从三个方面来进行分析。
3.1 原始质量不平衡
所谓的原始质量不平衡就是说转子在转动之前就已经存在不平衡的问题了。这主要是在机组工作过程中产生的，或者是在对设备进行检修的时候更换转动零件不正当导致的，这会直接改变转子自身的质量，进而造成质量不平衡。这一问题最为明显的特征就是当转子在一定的转速下，对振幅和机组参数的影响比较小，而且随着转速越来越快，时间延续的程度不大。
而对于新的机组轴系来说如果存在质量不平衡情况一般都会在第一次升速的时候就直接表现出来，在对转子进行处理之前所获得的升降速震动数据也能够直接表明这一问题，而且还具有十分明显的重复性特征。如果发现在修理机组之后的工频振动明显比修理之前要大，那么就说明在修理中一定是动过转子的部件了。如果发现转子没有动过的痕迹而出现了工频振动大的现象，那么就需要仔细分析原因。
3.2 转动部件飞脱和松动
转子在转动的时候出现飞脱现象往往都是很突然的，而且形成的一倍频呈现阶跃式的变化。某个转子零件会在几秒内振幅就会达到一个固定值同时相位也会出现一个变化，而这种变化往往是固定的。相邻的轴承振动的幅度相应的增大，但是变化的量值却不是很大，这就说明了故障一定是发生在机组带有一定负荷的时候。此外，飞脱也可能会呈现出量小、多次性的情况，这回导致振幅和相位表现出渐变的情况。
3.3 转子热弯曲
新机组的转子热弯曲度通常情况下来自于材质产生的热效应，也就是说这种热弯曲的状态是可以重复的，所以我们一般采用平衡的方法处理这个问题。需要注意的是如果转子没有发生永久性的变形，那么这种热弯曲是可以处理的，等到消除热弯曲产生的根源，那么这种振动工频大的情况也是可以随之消失的。
排气缸温度过高导致振动工频振幅增大是运行中时而发生的另一种现象。从原理上分析，它也应该是使转子出现了热弯曲。
发电机转子也常会因为通风道堵塞引起转子一侧温度高于对面一侧，使得转子发生类似于一阶振型的弯曲，它影响到第一阶振型分量的振动，表现最明显的应该在过一阶临界转速时的工频振动增大，在非第一临界转速区，将影响到一倍频振动的同向分量。
这种热变形在汽轮发电机组轴系的汽机段都可能出现，发电机转子不会出现这种现象。温度高的高压转子比低压转子来得严重。有时，数米长的转子的中部，跨中点径向热变形偏差可达数十微米。
转子热弯曲可以引起质量不平衡，这种原因产生的振动特征是工频振动与时间和蒸汽参数变化有直接的、明显的关联。随机组参数的提高和高参数下运行时间的延续，工频振幅逐渐增大，相位也随之缓慢变化，一定时间后这种变化趋缓，最终基本不变。
存在热弯曲的转子降速过程的振幅，尤其是过临界转速时的振幅，要比转子温度低启机升速时的振幅大。两种情况下的波特图可以用来判断是否存在热弯曲。为此有时需要安排专门的试验，机组不采用滑参数停机的方式，较快地减负荷，不解列打闸，以观察转子温度高的条件降速过程的幅频特性，和冷态启机时进行比对。
4 结束语
综上所述，文章只是对汽轮发电机的几个简单故障进行了阐述，实际上研究汽轮发电机振动情况是一个十分复杂的学科，需要我们不断的去探索。能够对汽轮发电机组工作中出现的故障实例进行提取分析，并融合信息技术，采用科学的分析方法，找到故障产生的原因并加以解决。随着汽轮发电机技术的不断发展，汽轮发电机机械结构呈现出了复杂性的特征，检修技术的落后导致存在大量的现场故障很难清晰的解释清楚，这就需要我们不断的去探索和研究。
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