汽輪機(jī)安裝中常見(jiàn)的振動(dòng)原因分析與策略

樸德龍

（中電投電力工程有限公司，上海 200233）

1 概述

作為火力發(fā)電企業(yè)的關(guān)鍵性設(shè)備，汽輪機(jī)的作業(yè)任務(wù)重，工作時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)行要求高。當(dāng)其振動(dòng)超過(guò)安全范圍時(shí)，就會(huì)造成關(guān)鍵部件的磨損加劇，進(jìn)而導(dǎo)致故障隱患，甚至引起發(fā)電機(jī)組運(yùn)行事故。汽輪機(jī)異常振動(dòng)所造成的故障屬于汽輪機(jī)中較難處理的故障之一，所以如何在安裝過(guò)程中盡量避免可能造成的振動(dòng)影響，進(jìn)而達(dá)到提高汽輪機(jī)運(yùn)行效率的目的，也就成為了具有重要研究意義與現(xiàn)實(shí)價(jià)值的課題。

2 汽輪機(jī)安裝中常見(jiàn)的振動(dòng)原因分析與策略

引發(fā)汽輪機(jī)振動(dòng)的因素很多 ，只要是汽輪機(jī)組內(nèi)部任何一個(gè)具有相關(guān)性的設(shè)備與介質(zhì)就都有可能引起機(jī)組的振動(dòng)，如進(jìn)汽參數(shù)、油溫等。生產(chǎn)廠家自身制造原因也會(huì)造成汽輪機(jī)的振動(dòng)，如在生產(chǎn)過(guò)程中由于轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不合格引發(fā)的汽輪機(jī)振動(dòng)等。且包裝運(yùn)輸過(guò)程中，對(duì)于轉(zhuǎn)子支架的精度要求不嚴(yán)，造成轉(zhuǎn)子存放與運(yùn)輸過(guò)程中由于自身重量問(wèn)題而形成彎曲，進(jìn)而變形。安裝過(guò)程中的軸系不同心、基礎(chǔ)不合格等，都會(huì)引起安裝后汽輪機(jī)振動(dòng)。

2.1 檢查汽輪機(jī)基礎(chǔ)是否合格

在安裝汽輪機(jī)之前對(duì)于其基礎(chǔ)施工應(yīng)進(jìn)行全面的核查，其重點(diǎn)在于通過(guò)專(zhuān)業(yè)性設(shè)計(jì)圖紙來(lái)對(duì)整個(gè)基礎(chǔ)的強(qiáng)度與受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計(jì)，避免基礎(chǔ)存在不規(guī)則的沉降現(xiàn)象。由于基礎(chǔ)對(duì)于汽輪機(jī)的安裝與運(yùn)行具有關(guān)鍵性影響，要確?；A(chǔ)在汽輪機(jī)安裝完畢后不得出現(xiàn)自重導(dǎo)致的沉降現(xiàn)象，以避免整個(gè)汽輪機(jī)組臺(tái)板地下出現(xiàn)空洞，當(dāng)汽輪機(jī)組正式投入運(yùn)營(yíng)后，就容易產(chǎn)生不同程度的振動(dòng)，且其振動(dòng)規(guī)律與其機(jī)組的載荷存在相關(guān)性。

2.2 對(duì)于軸承座的安裝與控制軸承中心標(biāo)高

軸承座作為重要的受力結(jié)構(gòu)，在安裝過(guò)程中，應(yīng)堅(jiān)持以圖紙為安裝藍(lán)本，對(duì)于圖紙中的要求應(yīng)不打折扣地達(dá)成其精度要求。這也就要求在對(duì)汽輪機(jī)軸承座進(jìn)行安裝時(shí)，不僅要反復(fù)測(cè)量其安裝尺寸，同時(shí)還要對(duì)量得的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值計(jì)算。而軸承中心標(biāo)高的控制重點(diǎn)則是軸承承力中心與幾何中心的重合度。為了達(dá)到最優(yōu)的重合度要求，防止由于軸承承力中心與幾何中心偏離而造成的受力不均，引發(fā)振動(dòng)，在控制中應(yīng)保證忠實(shí)于設(shè)計(jì)圖紙的數(shù)據(jù)，對(duì)支持機(jī)組的軸承進(jìn)行嚴(yán)格的高度控制，反復(fù)測(cè)量與對(duì)比，以滿(mǎn)足受力均勻要求，防止汽輪機(jī)組由于軸承中心標(biāo)高控制不嚴(yán)而引起振動(dòng)。

2.3 凝汽器頸部與低壓缸排汽口連接問(wèn)題

對(duì)于汽輪機(jī)的安裝來(lái)說(shuō)，其低壓缸自身體積大，在與冷凝器的連接時(shí)，必須保證其安裝的精密性，且不得受到任何外力的影響。在此過(guò)程中，保證安裝環(huán)境的不受干擾是為了防止低壓缸變形產(chǎn)生摩擦進(jìn)而造成振動(dòng)的產(chǎn)生。為了達(dá)到低壓缸排汽口與凝汽器頸部的有效連接，在安裝過(guò)程中應(yīng)通過(guò)百分表的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行支撐點(diǎn)的定位，以保證汽輪機(jī)凝汽器頸部與低壓缸排汽口的連接。

2.4 缸外與缸內(nèi)的中心找正問(wèn)題

缸外與缸內(nèi)中心找正重點(diǎn)在于使汽缸內(nèi)部中心和外部中心保持重合。此過(guò)程中，設(shè)計(jì)圖紙對(duì)于安裝過(guò)程中的指導(dǎo)意義不容忽視，避免由于內(nèi)部中心與外部中心不重合而導(dǎo)致空間分布不均，進(jìn)而在正式投入生產(chǎn)運(yùn)行后的汽輪機(jī)組內(nèi)部蒸汽泄露不均，受力不均，進(jìn)行造成振動(dòng)。安裝過(guò)程是汽輪機(jī)組是處于常溫狀態(tài)，投入運(yùn)行后，機(jī)組受熱，各部件會(huì)升溫膨脹，同時(shí)，缸外與缸內(nèi)中心也會(huì)變化，為此在安裝過(guò)程中，應(yīng)盡量?jī)?yōu)化中心找正精度，對(duì)于轉(zhuǎn)子與汽缸間的偏離應(yīng)進(jìn)行最大化縮減。

2.5 軸承與轉(zhuǎn)子安裝找中

應(yīng)用于汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子軸承都是可傾瓦式，這種轉(zhuǎn)子軸承在防止油膜振蕩，保證運(yùn)行穩(wěn)定上有著突出優(yōu)勢(shì)。對(duì)于轉(zhuǎn)子安裝找中而言，進(jìn)行轉(zhuǎn)子揚(yáng)度測(cè)量是確保整個(gè)軸系中心線處于同一垂直平面，且能形成一條無(wú)折點(diǎn)平滑連續(xù)曲線的前提。當(dāng)其曲線達(dá)成時(shí)，就能有效減少汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)，保證汽輪發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。而有效調(diào)整軸瓦墊片對(duì)于轉(zhuǎn)子安裝找中也在著重要意義?？蓛A瓦式其自身的擺動(dòng)自由度對(duì)于提高整個(gè)軸承的支撐柔性，緩沖轉(zhuǎn)子軸承在運(yùn)行中產(chǎn)生的振動(dòng)能量上，有著良好的性能表現(xiàn)?；诖?，對(duì)于汽輪機(jī)的軸承安裝重點(diǎn)在于確定軸承蓋與軸瓦間的緊力達(dá)標(biāo)。由于緊力直接影響著軸承蓋的受力情況，尤其是對(duì)于球面軸承而言，其自身不具備自動(dòng)調(diào)位功能，當(dāng)緊力過(guò)大極易造成軸承蓋變形情況的產(chǎn)生。而緊力過(guò)小則會(huì)直接影響汽輪機(jī)組部件間的連接度，造成振動(dòng)的產(chǎn)生。而緊力因素對(duì)于軸承的剛度也有直接影響，當(dāng)剛度不達(dá)標(biāo)時(shí)，汽輪機(jī)組對(duì)于激振力的抗振能力也就會(huì)減弱，即容易造成大振動(dòng)，所以對(duì)于軸承安裝來(lái)說(shuō)，連接螺栓的安裝緊固度很重要。

2.6 滑銷(xiāo)安裝中的間隙問(wèn)題

汽輪機(jī)組的滑銷(xiāo)作用是對(duì)汽缸在運(yùn)行過(guò)程中高溫高壓狀態(tài)產(chǎn)生的部件受熱膨脹進(jìn)行引導(dǎo)，以保證機(jī)組在正確的方向上自由收縮膨脹。所以滑銷(xiāo)的主要作用在于確保汽輪機(jī)缸體在高溫與常溫作用下產(chǎn)生的不同形變不影響缸體中心與轉(zhuǎn)子中心的重合度?；诖?，滑銷(xiāo)系統(tǒng)間的間隙調(diào)整對(duì)于保證各部件的運(yùn)行安全，性能穩(wěn)定有著重要作用。安裝過(guò)程中，對(duì)于滑銷(xiāo)系統(tǒng)間隙控制應(yīng)到位，且需保證滑動(dòng)面平整度。

2.7 活動(dòng)部件與斷葉片的排查

對(duì)于汽輪機(jī)組的安裝來(lái)說(shuō)，汽缸內(nèi)部應(yīng)保持無(wú)任何活動(dòng)部件殘留，考慮到活動(dòng)部件對(duì)于汽輪機(jī)汽缸運(yùn)行時(shí)的破壞作用，其在運(yùn)行作用下受到氣流沖擊力會(huì)對(duì)整個(gè)汽輪機(jī)葉片造成撞傷與損壞，形成斷葉片，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)組內(nèi)部運(yùn)行短路，部件受損，造成轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻，運(yùn)行時(shí)振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)，進(jìn)而引發(fā)運(yùn)行事故。為了防止活動(dòng)部件的殘留，安裝過(guò)程中應(yīng)對(duì)整個(gè)汽缸內(nèi)部進(jìn)行全面檢查，同時(shí)為了保證汽輪機(jī)組運(yùn)行過(guò)程不受斷葉片的影響，在進(jìn)行安裝檢修時(shí)，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子各級(jí)葉片進(jìn)行逐個(gè)排查，保證葉片完好無(wú)損，沒(méi)有任何裂紋與可能的連接松動(dòng)現(xiàn)象。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)于汽輪機(jī)組的安裝來(lái)說(shuō)，其技術(shù)含量高，安裝精度高，專(zhuān)業(yè)化程度高。這也就要求在進(jìn)行安裝時(shí)應(yīng)選用技術(shù)過(guò)硬，懂汽輪機(jī)工作原理，且具備一定水平安裝操作實(shí)踐的工人來(lái)進(jìn)行安裝。為了保證安裝質(zhì)量，在安裝過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行每個(gè)安裝工序的嚴(yán)格檢驗(yàn)，對(duì)于每個(gè)施工工序應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化跟蹤與核查，以提高安裝效率及保證安裝質(zhì)量。

[1]張寶存.汽輪機(jī)安裝中幾種振動(dòng)原因及預(yù)防對(duì)策[J].結(jié)構(gòu)與設(shè)備安裝，2010（08）.