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摘要：对汽轮机振动的原因以及处理方法进行研究，能够有效提高汽轮机的运行质量。基于此，本文将首先对汽轮机的运行原理进行简单介绍。其次，对汽轮机振动产生的原因进行具体分析，其中主要包括出现质量不平衡、转子不对中、机械松动、气流激振现象、安装检修质量不高动静碰磨六方面内容。最后对汽轮机振动的处理方法进行研究，其中主要包括动平衡检测、转子找中心、机械松动紧固、提高检测质量、加强安装保护装置、及时处理异常情况、对动静碰磨的处理七方面内容。
关键词：汽轮机；气流激振；保护装置
前言
随着时代的进步，汽轮机的实际应用范围逐渐增大，尤其是发电厂，这也就导致汽轮机在实际应用过程中出现运行异常的概率提高，其中出现频率最高的故障是汽轮机的振动。由于汽轮机的运行时间增加，很容易出现异常振动，进而导致汽轮机出现运行故障。因此，要想从根本上解决这一问题，就要对汽轮机产生异常振动的原因进行全面正确的认识。
一、汽轮机的运行原理
汽轮机在运行过程中通过气体膨胀的方式获取相应压力，通过压力以及温度等外界条件使汽轮机中的气体具备较高的速度。目前，我国汽轮机的组成主要包括固定结构以及转动结构。固定结构包括汽缸、隔板以及轴承等固定零件。转动结构包括连接轴承、叶轮以及转子等零件。目前人们通过对以上两种结构进行不同方式的组合，已经对汽轮机进行了高效的应用。
二、汽轮机振动原因
产生汽轮机振动的原因很多，归纳起来包括质量不平衡、转子不对中、机械松动、气流激振、安装检修质量不高、动静碰磨六方面。
（一）转子质量不平衡
所谓转子不平衡即是质量和几何中心线不重合所导致的一种故障状态。当转子旋转时，其"重心"产生一个离心力作用在轴承上，该力的大小随着转子的旋转而稳定的变化。转子不平衡的类型有三种：静不平衡或力不平衡、力矩不平衡或偶不平衡和动不平衡。
转子不平衡时频谱的表象：波形为正弦波；轴心轨迹为圆或椭圆；1X频率为主；径向（水平和垂直）振动为主；振幅随转速升高而增大；过临界转速有共振波峰。
（二）转子不对中
转子不对中的现象较为普遍，且非常重要，因为它而增加的旋转力会对轴承和密封件施加异常的应力。转子不对中的类型有：平行不对中、角度不对中、平行和角度不对中。
典型的转子不对中主要由以下原因引起：安装后原部件间的相对位置发生移动；因为管道系统的压力而造成的扭曲变形；由于扭矩而引起的柔性支撑扭曲变形；温度变化引起的机器变形；耦合面与轴线不垂直；由于地基柔性太大，在旋紧固定螺栓时机器发生移动。
（三）机械松动
由于机械松动会产生非常明显的1倍频波峰。在实际中存在有两种类型的松动：旋转松动和非旋转松动。
轴承磨损可能会导致出现旋转松动，此故障在检测时首先会测到轴承磨损的迹象，然后才能出现轴承松动。当滑动轴承出现间隙问题时，它的频谱上会显示出与旋转松动非常相似的特征：出现很强的1X谐波。在大多数情况下，其垂直方向上的振动要高于水平方向上的振动。设备地脚松动、轴瓦螺栓松动即为非旋转松动，地脚松动轴瓦螺栓松动最直接的反应是轴承瓦振明显增大。
（四）出现气流激振
气流激振现象主要指的是汽轮机中的气压导致其中的转子出现位移，进而使其中的汽缸发生偏差。这种偏差会导致汽轮机内部出现漩涡，而漩涡中的流动性能引起汽轮机内部出现振动。其中，气流激振的主要特点包以下内容，第一，气流激振会使汽轮机内部出现大量的低频分量。第二，会使汽轮机的振动频率增大，导致这种情况的主要原因包括两方面内容，第一方面，由于受到不均匀气体的影响，各个气体之间出现气流冲突，进而出现气流激振。第二方面，气体会在机组中叶片的末端出现气流混乱，进而出现气流激振现象[1]。
（五）安装检修质量不高
在对汽轮机进行安装检修的过程中主要存在以下问题，第一，汽轮机中的滑销安装不够科学，尤其是配件安装。如果在安装相关配件的过程出现安装质量问题，则会导致汽轮机在启动过程中受到阻碍作用，进而使整个汽缸内部出现气体膨胀，其中不均匀的气体互相出现冲突，导致汽轮机出现振动。因此如果在安装过程中出现此种现象，相关检修人员必须停止安装对其进行全面检查，同时调整安装方案，进行重新组装。第二，灌浆质量有待提高，导致灌浆质量出现问题的主要原因包括灌浆基础不牢固以及灌浆秩支座稳固程度不够等。另外，灌浆过程中出现螺丝松动也是导致灌浆质量始终无法提高的主要原因。如果在灌浆过程中出现灌浆底座的震动频率偏大，或者震动频率没有规律性等现象，则需要立刻关闭机器，并进行重新灌浆。
（六）动静间隙调整不当
汽轮机在暖缸及运行过程中会产生涨差，停机过程会产生负胀差，如果动静部分间隙过小，小于汽轮机运行中的涨差值时，动静部分就会碰磨，碰磨就会产生振动，甚至发生事故。
三、汽轮机振动的处理方法
（一）动平衡、静平衡检测
利用停机机会将转子返厂进行动平衡和静平衡检测，直到最终动平衡和静平衡值达到标准范围。
（二）重新找中心
利用停机检修机会对汽轮机各轴进行找中心工作，需要特别注意的是找中心过程要特别注意转子扬度。
（三）消除机械松动
消除机械松动主要有两方面，一方面是旋转松动，可通过调整轴瓦顶部间隙和瓦口间隙来实现，另一方面是非旋转松动，需要我们定期进行地脚螺栓、轴承座螺栓的检查、紧固工作，这也是四定工作之一。
（四）提高检测质量
传统的汽轮机检测方法大都趋于形式化，并没有对汽轮机进行深入全面的检测，进而无法从根本上消除汽轮机中的安全隐患。因此，在对汽轮机进行检测的过程中，首先对汽轮机的运行数据进行全面检测，并对采集来的数据进行优化处理，将其中具有应用价值的数据提取出来，为接下来的检测提供数据支持。其次，对数据进行分析，通过分析结果对汽轮机的运行状态进行判断。例如，汽轮机的振动频率以及振动幅度超过了正常的范围之内，则可以判断汽轮机在运行过程中存在异常振动的情况。最后，将汽轮机在空载运行下的数据以及负载运行下的数据进行对比，只有对比误差在正常范围之内在能够将汽轮机投入正常使用[2]。
（五）加强安装保护装置
保护装置是保证汽轮机正常运行的有效手段，传统的保护装置普遍存在保护效率不高以及信息传输时间较长等现象，导致汽轮机在运行过程中无法得到有效的保护。因此，在强化保护装置的过程中需要采取针对性的处理方案，例如，在对油膜震荡情况进行处理的过程中，保护装置应根据油膜震荡故障发生的原因制定针对性的解决计划。其中主要包括提高轴瓦比压，同时缩短其与顶部之间的距离，这种方式能够将油膜震荡的震动幅度降到最小。另外，还可以在汽轮机中安装实时监控系统，对汽轮机的运行状态进行实时监控，一旦发生异常，则系统内部的警告系统会向控制系统发出信号，控制系统会根据警报信息确定故障发生的类型，进而对其进行针对性的处理。
（六）及时处理异常情况
如果汽轮机发生异常振动，则需要对其进行及时处理，避免故障由于发生时间过长影响汽轮机的整体运行效率。例如，在对汽轮机的震动故障进行处理时，由于导致汽轮机异常振动的因素较多，所以要对每个因素进行逐个排查。如果汽轮机中汽缸的内气压过高，则需要判断汽缸内是否存在气体振动等情况，如果汽轮机在运行过程中出现振动频率不规律等现象，则需要对汽轮机底座的稳定性进行检查，判断底座中是否存在螺丝松动以及失稳等现象。由此可以看出，对异常情况进行处理的过程中，要根据汽轮机发生故障的部位以及发生故障的类型进行针对性检查以及具体化分析。如果在处理异常情况的过程中发生故障类型判断失误，将会使整体处理方向出现偏差，不仅严重影响了最终的处理效果，同时也增加了故障处理的时间[3]。
（七）对动静碰磨的处理
在对动静碰磨进行处理的过程中，主要的故障处理方式包括以下几种，第一，延迟暖缸时间，保证机组上下缸温差在标准范围之内，同时可以防止轴弯曲现象的发生。第二，对运行参数进行及时调整。在汽轮机发生异常振动时，可以根据异常振动情况对汽轮机的运行参数进行测量，例如汽轮机的膨胀差、负荷量以及缸温等，降低碰磨对汽轮机产生的影响。第三，在机器正式投入运行前，可以将机组运行几小时或者十几小时，使其中的碰磨自动消除。第四，对产生碰磨的原因进行分析，在汽轮机外部消除碰磨。第五，当轴封出出现碰磨时，可以在汽缸外面安装封套。对于体积较大的机组来说，要在第一时间判断碰磨的方向以及轴与轮之间的偏差情况。在此过程中要注意瓦温以及间隙的变化情况。
结论
随着人们对汽轮机运行质量的要求越来越高，如何对汽轮机中的异常振动情况进行有效控制，成为有关人员关注的重点问题。本文通过对汽轮机振动处理方法进行研究发现，对其进行研究，能够有效提高汽轮机的运行质量，同时降低发生异常振动的概率。由此可以看出，对汽轮机异常振动的处理方法进行研究，能够为今后汽轮机振动处理技术的发展奠定基础。
参考文献
[1]梁萌.汽轮机故障诊断技术研究[D].大庆石油学院,2015.
[2]陈建县.1000MW超超临界机组汽轮机轴瓦振动原因分析及处理方法[J].华东电力,2016,3803:421-424.
[3]蒋国华.汽轮机振动的原因分析及处理[D].华东理工大学,2017.