汽輪發(fā)電機(jī)組振動的影響因素分析探討

劉洋

摘要：汽輪發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生振動的因素有很多，其對整個機(jī)組的運行都會產(chǎn)生一定的影響，對此，必須引起足夠的重視，本文就針對引起汽輪發(fā)電機(jī)組振動的原因及應(yīng)對措施進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)組；振動；影響因素

汽輪發(fā)電機(jī)組軸承振動的大小直接關(guān)系到機(jī)組能否安全運行，而對于發(fā)電廠來說安全運行能帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益。引起汽輪發(fā)電機(jī)組軸承振動過大或者異常的原因有很多，既有設(shè)計制造方面的原因；也有運行方面的原因；還有安裝和檢修等方面的原因。下面就這幾個影響因素分別進(jìn)行一個簡單的介紹。

1設(shè)計制造方面

汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合則會因為轉(zhuǎn)子的不平衡而產(chǎn)生一個離心力，這個離心力對軸承產(chǎn)生一個激振力使之引起機(jī)組振動，如果這個離心力過大，則機(jī)組的振動就會異常。在廠家制造過程中，產(chǎn)生汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡量較大的原因主要是機(jī)械加工精度不夠和裝配[O31]工藝質(zhì)量較差，所以必須提高機(jī)械加精度，同時保證裝配質(zhì)量，從而才能保證轉(zhuǎn)子的原始不平衡量較小。另外，如果機(jī)組的設(shè)計不當(dāng)也會引起機(jī)組的振動。例如，在設(shè)計階段機(jī)組支持軸承的選用也是非常重要的，如果軸承選取不當(dāng)，也會因為軸承的穩(wěn)定性較差，汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子哪怕是極小的不平衡量也會引起機(jī)組較大的振動；軸承的油膜形成不好也極易誘發(fā)油膜振蕩而產(chǎn)生振動。

2安裝和檢修方面

汽輪發(fā)電機(jī)組在安裝和檢修過程中的工藝質(zhì)量對機(jī)組振動的影響非常大，根據(jù)對現(xiàn)場機(jī)組振動的分析，很多汽輪發(fā)電機(jī)組的軸承振動過大都是由于安裝和檢修不當(dāng)引起的，或者說機(jī)組的振動很多時候都是可以通過安裝或檢修來解決的。針對現(xiàn)場的安裝和檢修情況，下面重點介紹對機(jī)組振動有明顯影響的幾個因素。

2.1軸承的標(biāo)高

不管是汽輪機(jī)還是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，其兩端都是由軸承支撐的，如果兩端的軸承標(biāo)高不在設(shè)計要求的范圍內(nèi)，那么轉(zhuǎn)子兩端軸承的負(fù)荷分配就不合理。負(fù)荷較輕的一邊，軸瓦內(nèi)的油膜將會形成不好或者根本不能建立油膜，這樣就會誘發(fā)機(jī)組的自激振動、油膜振動和汽流激振等；而負(fù)荷較重的一邊，由于吃力太大，會引起軸瓦溫度升高，當(dāng)軸瓦烏金溫度達(dá)到一定值時，很容易產(chǎn)生軸瓦烏金過熱現(xiàn)象，從而造成機(jī)組的振動。

2.2機(jī)組中心

機(jī)組中心應(yīng)包括轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度、支撐轉(zhuǎn)子各軸承的標(biāo)高、軸系連接的同心度和平直度。如果轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度偏差過大，則可能會引起汽流激振、電磁激振和動靜碰磨。若碰磨發(fā)生在轉(zhuǎn)軸處，則會使轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲而引起不穩(wěn)定強(qiáng)迫振動。

2.3滑銷系統(tǒng)

不論是汽輪機(jī)還是發(fā)電機(jī)，當(dāng)機(jī)組帶負(fù)荷受熱后都要產(chǎn)生膨脹，而又不能讓其自由膨脹，滑銷系統(tǒng)就是引導(dǎo)膨脹的。當(dāng)滑銷系統(tǒng)卡澀時，機(jī)組的膨脹就會受到限制，當(dāng)機(jī)組的膨脹受到限制時就會引起機(jī)組較大的振動，嚴(yán)重時以至于不能開機(jī)或者引起動靜碰磨，從而造成更大的破壞。

3運行方面

機(jī)組的振動除了與上面闡述的各方面因素有關(guān)外，還與機(jī)組的運行狀況存在很大的關(guān)系。

3.1機(jī)組膨脹

前面已經(jīng)講到，機(jī)組的滑銷系統(tǒng)對機(jī)組振動的影響情況，而機(jī)組的膨脹是受其滑銷系統(tǒng)制約的。當(dāng)滑銷系統(tǒng)本身不存在問題時，如果運行人員操作不當(dāng)，機(jī)組也會出現(xiàn)膨脹不暢的問題。最明顯的例子是在開機(jī)過程中，當(dāng)機(jī)組的暖機(jī)時間不夠或者升速加負(fù)荷過快，則機(jī)組各部分的膨脹就不一樣，這樣一方面會產(chǎn)生熱應(yīng)力，減少機(jī)組的壽命；另一方面就會引起過大的膨脹差，從而影響機(jī)組的開機(jī)過程，當(dāng)機(jī)組的膨脹不充分時，極易引起機(jī)組的動靜碰磨而產(chǎn)生振動。

3.2潤滑油溫

軸頸在軸瓦內(nèi)的穩(wěn)定性如何決定了機(jī)組誘發(fā)振動的可能性有多大，當(dāng)穩(wěn)定性太差時，外界因素的變化很容易引起機(jī)組振動的產(chǎn)生。而潤滑油在軸瓦內(nèi)形成的油膜是影響轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性的一個重要影響因素，油膜的形成除了與軸承烏金有關(guān)外，還有一個重要因素就是潤滑油油溫，潤滑油油溫應(yīng)該在一個合理的范圍內(nèi)，過高過低都對油膜的形成不利。

3.3軸封進(jìn)汽溫度

每一軸封的進(jìn)汽溫度都存在著一定的差異，在運行規(guī)程范圍內(nèi)調(diào)整軸封進(jìn)汽溫度會對機(jī)組的振動產(chǎn)生一定的影響。軸封進(jìn)汽的溫度對機(jī)組振動會產(chǎn)生一定的影響，主要表現(xiàn)為進(jìn)汽溫度對軸承座標(biāo)高的影響和溫度對端部汽封處動靜間隙的影響。

3.4掌控機(jī)組真空和排汽缸溫度

機(jī)組真空和排汽缸溫度總是相輔相成的，其中一個因素的變化必然引起另一個因素的改變。對于軸承座坐落在排汽缸上的機(jī)組來說，排汽缸溫度的變化主要表現(xiàn)在對軸承座標(biāo)高的影響上，所以會對機(jī)組的振動產(chǎn)生影響。

3.5發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流

當(dāng)電流通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子時會產(chǎn)生熱量，這部分熱量就要會使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生膨脹，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子本身存在一定量的質(zhì)量不平衡時，由于膨脹會使該不平衡產(chǎn)生的力矩發(fā)生改變。從而引起機(jī)組的振動變化；當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子自身存在膨脹不均時，即使冷態(tài)情況下質(zhì)量平衡較好，也會由于膨脹的不均勻性產(chǎn)生動態(tài)的質(zhì)量不平衡，而這一質(zhì)量不平衡在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子恢復(fù)到冷態(tài)時也會隨之消失。另一方面.如果發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部本身存在短路情況。當(dāng)電流通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子時會產(chǎn)生局部放熱過大的現(xiàn)象，此處的轉(zhuǎn)子由于受到較多的熱量堆積而使膨脹較大，這就與其他地方的膨脹產(chǎn)生差別，又會形成一動態(tài)的質(zhì)量不平衡。

3.6斷葉片引發(fā)汽輪機(jī)組的振動

汽輪機(jī)組出現(xiàn)斷葉片的情況，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布將會發(fā)生改變，這將引起機(jī)組振動的變化，這一現(xiàn)象在運行過程中很難被發(fā)現(xiàn)，振動的變化將會引起振動相位發(fā)生改變，現(xiàn)場施工中的儀表一般只能監(jiān)視振動大小的變化，所以必須盡量避免斷葉片的出現(xiàn)，這就要求在設(shè)計與制造安裝過程中采取有效的控制措施，減少機(jī)組運行過程中的振動，盡量維持平衡。

4結(jié)束語

綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)，影響汽輪發(fā)電機(jī)組[O32]振動的因素很多，但是歸根結(jié)底是由于管理不到位，操作人員的失誤造成的，因此要加強(qiáng)人員的管理，提高管理的水平，保證汽輪發(fā)電機(jī)組[O33]的平穩(wěn)運行。

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（作者單位：哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司）