汽輪機(jī)安裝中產(chǎn)生振動的原因和預(yù)防措施

付麗莉

摘 要：汽輪機(jī)是工業(yè)領(lǐng)域中較為常見的設(shè)備，使用的較為廣泛。而在汽輪機(jī)的安裝上要求比較高，而在運行過程中又由于其復(fù)雜性，容易產(chǎn)生振動。倘若振動超標(biāo)，機(jī)組的正常工作就可能受到影響。所以對汽輪機(jī)安裝中振動原因進(jìn)行分析是很有必要的。文章重點分析了汽輪機(jī)安裝中引起振動的原因，并提出了預(yù)防措施，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；振動；原因；措施

引言

在我國，汽輪機(jī)是眾多行業(yè)都會接觸到一種設(shè)備，其為行業(yè)的發(fā)展，特別是工業(yè)領(lǐng)域中，提供了重要的生產(chǎn)貢獻(xiàn)。使用性極高，但同時因為運行環(huán)境具有一定的復(fù)雜性，所以安裝的過程中很容易出現(xiàn)振動。振動不可忽視，嚴(yán)重時會使人員的生命受到威脅，所以這是一個需要探討的話題，文章將主要對汽輪機(jī)安裝中產(chǎn)生振動的原因進(jìn)行分析。

1 汽輪機(jī)安裝中產(chǎn)生振動的原因

1.1 汽流激振

大量低頻分量的產(chǎn)生和運行參數(shù)會明顯的作用在振動的增大方面，并呈突發(fā)性，這是汽流激振最為明顯的兩個特征。葉片受到不均衡氣體的沖擊是主要原因。大型機(jī)組中，氣體在葉片膨脹末端產(chǎn)生流道紊亂也是一個原因，此外軸封也是影響因素之一。

1.2 轉(zhuǎn)子熱變形

一倍頻振幅的增加、轉(zhuǎn)子溫度、蒸汽參數(shù)和轉(zhuǎn)子熱變形的振動有著千絲萬縷的聯(lián)系，最容易發(fā)生在機(jī)組冷態(tài)啟機(jī)定速后帶負(fù)荷的時間里，因為轉(zhuǎn)子的溫度持續(xù)攀升，轉(zhuǎn)子熱變形主要是在內(nèi)應(yīng)力釋放的情況下產(chǎn)生，一倍頻振幅的增加，轉(zhuǎn)子彎曲直至變形，機(jī)組異常振動就此產(chǎn)生。

1.3 摩擦振動

（1）新的不平衡力在轉(zhuǎn)子熱彎曲中產(chǎn)生，所以工頻仍舊是振動信號的主頻，但在沖擊力和非線性因數(shù)的影響下，少量分頻、倍頻和高頻分量出現(xiàn)的可能性是比較大的。（2）發(fā)生摩擦?xí)r，振動的幅值和相位均會受到不同程度的影響，時間上可能也會增加。嚴(yán)重的情況下幅值和相位可能停止波動，振幅的速度也會有明顯的增強(qiáng)。（3）降速過臨界時振動是比較大的，等到汽輪機(jī)停止運行后，經(jīng)過測量，大軸的晃度增加的比較明顯。

1.4 滑銷系統(tǒng)

汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)都會在機(jī)組帶負(fù)荷受熱后產(chǎn)生膨脹，不應(yīng)順其發(fā)展，引導(dǎo)機(jī)組膨脹就需要滑銷系統(tǒng)。受到一些因素的影響使滑銷系統(tǒng)卡澀時，就會限制機(jī)組的膨脹，從而機(jī)組振動產(chǎn)生了，甚至?xí)绊懙狡啓C(jī)的正常啟動，產(chǎn)生的后果往往是無法估量的。

1.5 活動部件

由于設(shè)備檢修可能會造成一些活動部件進(jìn)入汽輪機(jī)，開機(jī)后活動部件會在汽流的作用下對汽輪機(jī)葉片進(jìn)行撞傷或損壞，安全事故很可能發(fā)生，同時還會引發(fā)機(jī)組振動。倘若活動部件流向了發(fā)電機(jī)內(nèi)，不僅會造成發(fā)電機(jī)短路，還會引起機(jī)組振動的不穩(wěn)定，這樣會給機(jī)組振動的診斷帶來一定的難度。

1.6 設(shè)計制造

進(jìn)行設(shè)備制造時，機(jī)械加工精度不達(dá)標(biāo)和裝配工藝質(zhì)量不合格是造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡的主要原因。設(shè)計上的不足也是一大因素。比如，設(shè)計時，機(jī)組支持軸承的選擇很重要，一旦選擇不當(dāng)，軸承的穩(wěn)定性就會存在問題，即便是微小的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的不平衡所引起也可能是機(jī)組的較大振動。

2 汽輪機(jī)振動產(chǎn)生的危害

2.1 端部軸封磨損

一旦汽輪機(jī)的端部發(fā)生軸封磨損，其密封性就會遭到損傷，低壓缸中會混有空氣，漏汽的情況就會嚴(yán)重，局部受熱的轉(zhuǎn)子會有彎曲的可能性。軸系中因為有了蒸汽的混入，進(jìn)一步產(chǎn)生了水分破壞了潤滑油的純度，油膜受到破壞，軸瓦烏金熔化就此形成。

2.2 滑銷系統(tǒng)磨損

滑銷系統(tǒng)不僅固定汽輪機(jī)氣缸及軸承外殼，還在運行中受熱或冷卻時，確保機(jī)組能夠自由膨脹或收縮?；N嚴(yán)重磨損時，機(jī)組的正常熱膨脹會受到影響，引發(fā)安全事故。不正常的振動將會加大機(jī)組的不安全運行隱患。汽輪機(jī)組的振動是一個比較復(fù)雜的問題，促使其振動的原因也是各有不同，但正確分析了產(chǎn)生振動的原因，對癥下藥，就可以有效的解決。

3 汽輪機(jī)安裝中振動的預(yù)防措施

3.1 保證軸承座的安裝質(zhì)量

在安裝軸承座時，首要的工作就是查看設(shè)計圖，并以圖紙的要求作為安裝工作的出發(fā)點和落腳點，這樣才能保證質(zhì)量。軸承座幾何中心要與軸頸承力中心達(dá)到完全重合才行。設(shè)計圖是怎樣規(guī)范轉(zhuǎn)子兩端支持軸承的標(biāo)高的也要必須以設(shè)計圖為根本，這樣才能使軸承的負(fù)荷在分配上處于科學(xué)合理的范圍內(nèi)。

3.2 汽缸及缸內(nèi)部件中心找正

汽缸就位后，工作的重點就要放在缸體及缸內(nèi)部套找中心，因為其涉及到機(jī)組的平穩(wěn)運行，圖紙和規(guī)范是必須遵守的。安裝中，應(yīng)保持缸體中心、隔板中心，轉(zhuǎn)子中心與隔板中心協(xié)調(diào)一致。要是缸內(nèi)動、靜部分同心出現(xiàn)不一致，間隙就會不均勻，工作時蒸汽不均勻的泄漏，使間隙自激振動。嚴(yán)重超標(biāo)時，會引起動、靜間的摩擦，一旦出現(xiàn)在轉(zhuǎn)軸處，就會加大轉(zhuǎn)子熱彎曲的發(fā)生幾率，就可能造成運行上的不穩(wěn)定，進(jìn)而產(chǎn)生振動。同時由于機(jī)組冷熱態(tài)膨脹狀態(tài)不同，要對汽缸及缸內(nèi)部套做調(diào)整，以轉(zhuǎn)子中心基準(zhǔn)，膨脹后，使轉(zhuǎn)子與汽缸在同一中心上。

3.3 做好軸系連接的平直和同心

在水平方向的轉(zhuǎn)子，靜撓曲會因有自重而出現(xiàn)，安裝完成的轉(zhuǎn)子，其中心線連線是在一條光滑連續(xù)的曲線上的。不同曲線的位置形狀，各軸承上的負(fù)荷也不同，所以曲線是根據(jù)軸承不同位置來判定的，才能最大限度的保證轉(zhuǎn)子的平穩(wěn)運行。確定了轉(zhuǎn)子揚(yáng)度，汽輪機(jī)縱向水平、各軸承負(fù)荷、轉(zhuǎn)子受力、軸向力、臨街轉(zhuǎn)速都能得到一系列的確定。同時還要保證聯(lián)軸器法蘭外圓與軸頸同心，聯(lián)軸器法蘭止口或螺栓孔節(jié)圓同心，端面瓢偏，連接螺栓緊力對稱。如果沒有做到以上這些，工作就很有可能前功盡棄，即便圓周和端面全部處于正確度比較高的位置上，軸系的不同心和不平直也可能出現(xiàn)，轉(zhuǎn)子就會出現(xiàn)預(yù)載荷。旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)子，激振力會在軸系同心度和平直度的作用下發(fā)生，機(jī)組振動最終形成。

3.4 做好軸承的安裝

可傾瓦式是很多汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸承都會采用的，究其原因是具有良好的穩(wěn)定性，避免了油膜振蕩。可傾瓦能夠自由擺動，支撐柔性擴(kuò)大，轉(zhuǎn)軸振動的能量能夠得到吸收，具有很好的減振性。支撐軸承的軸承蓋與軸瓦之間緊力要達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)才行。

3.5 調(diào)整好滑銷系統(tǒng)的間隙

正常工作的汽輪機(jī)，缸體受到高溫高壓的影響，熱膨脹大。溫差也會在不同壓缸的作用下呈現(xiàn)出不同。汽輪機(jī)缸體的設(shè)計中出現(xiàn)滑銷，這是為了使汽輪機(jī)在熱態(tài)自由膨脹、冷態(tài)自由收縮，缸體與轉(zhuǎn)子中心都在規(guī)定的地方，達(dá)到整個系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)的穩(wěn)定性。所以安裝時，要確保銷與銷槽間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)，滑動面光滑平整。

4 結(jié)束語

通過文章的分析，可以了解到要想從根本上完全消除汽輪機(jī)振動是不現(xiàn)實的，但減少振動值的方法還是比較多的，所以值得相關(guān)人員參考的方法也有很多。有關(guān)工作人員需要嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行操作，嚴(yán)密監(jiān)視機(jī)組，做到問題早發(fā)現(xiàn)、早處理。還要進(jìn)行好檢修工作，認(rèn)真負(fù)責(zé)，保證檢修質(zhì)量，使汽輪機(jī)能夠安全運行。

參考文獻(xiàn)

[1]張洪奎.大慶石化公司熱電廠1號汽輪發(fā)電機(jī)組振動分析及處理[J].熱力發(fā)電，2009.

[2]鄭宏權(quán)，鮑建國.汽輪機(jī)振動的故障特征分析及處理[J].冶金動力，2008.

[3]馮明馳，曾建軍，李寧.汽輪機(jī)設(shè)備運行技術(shù)問答[M].北京：中國電力出版社，2004.

[4]張艾萍，韓炳文，暴麗，等.某大型汽輪機(jī)組工頻振動原因的分析與處理[J].上海海運學(xué)院學(xué)報，2010.