汽輪發(fā)電機組振動的影響因素分析

房彪

【摘 ?要】為了更好但確保城市經(jīng)濟的發(fā)展和人們用電的穩(wěn)定，加強汽輪發(fā)電機組的日常保養(yǎng)和維護，是保證城市供電的基礎(chǔ)。本文就對汽輪發(fā)電機組振動的影響因素進行深入探討。

【關(guān)鍵詞】汽輪;發(fā)電機組;振動;影響

汽輪發(fā)電機組的軸承振動幅度與機組的安全運行有極大的關(guān)系，其能否安全運行直接關(guān)系到電廠的效益。從其產(chǎn)生振動的因素來看，不論是制造還是設計都可能導致振動，同時管理不善，安裝錯誤也可能導致振動，本文就對引起汽輪發(fā)電機振動的因素進行分析。

1、設計制造失誤方面導致的汽輪發(fā)電機組振動

汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子是高速旋轉(zhuǎn)的一種機械設備，因此，汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子失衡是由于質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心的偏離造成的，產(chǎn)生這種不平衡量原因有很多，但是主要的原因還是由于機械加工精度不夠和裝配工藝質(zhì)量較差引起的多一些，在設計階段機組支持軸承的選用也是非常重要的，所以我們在以后要提高機械加工的精度和機械裝配的質(zhì)量問題。因此，要不斷地提高機械加工的精度，保證裝配的質(zhì)量，提高穩(wěn)定性，降低發(fā)生不平衡的因素概率。

2、汽輪發(fā)電機組的安裝和檢修方面

汽輪發(fā)電機組在安裝和檢修過程中的工藝質(zhì)量對機組振動的影響非常大，根據(jù)對現(xiàn)場機組振動的分析，很多汽輪發(fā)電機組的振動過大都是由于安裝和檢修不當引起的。針對現(xiàn)場的安裝和檢修情況，下面重點介紹對機組振動有明顯影響的幾個因素。

2.1軸承的標高及軸承自身特性

不管是汽輪機還是發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其兩端都是由軸承支撐的，如果兩端的軸承標高不在設計要求的范圍內(nèi)，那么轉(zhuǎn)子兩端軸承的負荷分配就不合理。負荷較輕的一邊，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)機組的自激振動、油膜振動和汽流激振等;而負荷較重的一邊，由于吃力太大，會引起軸瓦溫度升高，當軸瓦烏金溫度達到一定值時，很容易產(chǎn)生軸瓦烏金過熱現(xiàn)象，從而造成機組的振動。軸承自身特性對機組振動的也會產(chǎn)生影響，主要包括軸瓦的緊力、頂隙和連接剛度等幾個方面。軸瓦緊力和頂隙主要影響軸承的穩(wěn)定性，如果軸承的穩(wěn)定性太差，在外界因素的影響下容易使機組振動超標。軸承的連接情況主要對軸承剛度產(chǎn)生影響，若軸承剛度不夠，在同樣大小的激振力下引起的振動較大，所以必須將軸承各連接螺栓擰緊。在現(xiàn)場，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于連接螺栓未擰緊而引起振動的現(xiàn)象。

2.2機組中心

機組中心包括轉(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，則可能會引起氣流激振、電磁激振或動靜碰磨。若發(fā)生碰磨，則會使轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲而引起不穩(wěn)定的普通強迫振動。當聯(lián)軸器法蘭外圓與軸頸不同心、聯(lián)軸器法蘭止口或螺栓孔節(jié)圓不同心、端面瓢偏、連接螺栓緊力明顯不對稱時，即使圓周和端面中心數(shù)據(jù)調(diào)整得很正確，也會使軸系不同心和不平直。當轉(zhuǎn)子處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時，軸系同心度和平直度會直接影響振動的激振力，進而引起機組的振動。

2.3滑銷系統(tǒng)

不論是汽輪機還是發(fā)電機，當機組帶負荷受熱后都要產(chǎn)生膨脹，因此使用滑銷系統(tǒng)引導機組膨脹。當滑銷系統(tǒng)因某種原因而卡澀時，機組的膨脹就會受到限制，從而引起機組產(chǎn)生較大的振動，嚴重時將導致不能開機或引起動靜碰磨，造成更大的破壞。由于現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)因膨脹受到限制而無法開機的情況，在檢修和安裝期間應該對此情況高度重視。

2.4動靜間隙

汽輪機轉(zhuǎn)子與汽缸和汽、軸封之間以及發(fā)電機轉(zhuǎn)子與靜子之間都存在間隙。當汽輪機轉(zhuǎn)子與汽缸之間的間隙過大時，汽輪機內(nèi)效率會降低;當汽輪機與軸封之間的間隙過大時，可能會引起蒸汽外漏或者空氣內(nèi)漏，從而影響機組的效率和真空;當發(fā)電機轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙過大時，同樣會影響發(fā)電機的效率。但是，如果它們之間的間隙過小，則會引起動靜碰磨，從而使機組的振動超標。因此合理調(diào)整隔板汽封、端部汽封以及發(fā)電機轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙非常重要。

2.5控制活動部件

汽輪發(fā)電機組的機構(gòu)非常縝密，在設備維修或檢修期間出現(xiàn)活動部件，在維修或檢修結(jié)束后進行恢復和開機狀態(tài)下由于汽輪機發(fā)電機組中如果存留的活動部件就會在汽流的沖擊下撞傷甚至損壞汽輪機葉片，這樣不但會引發(fā)汽輪機組的振動產(chǎn)生從而造成嚴重的事故，這種情況會對機組振動的診斷帶來困難，因此我們在檢修或維修過程中一定要避免發(fā)電機組內(nèi)有活動部件的存在情況。

3、運行方面

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

3.1機組膨脹

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

3.2潤滑油溫

軸頸在軸瓦內(nèi)的穩(wěn)定性如何決定了機組誘發(fā)振動的可能性有多大，當穩(wěn)定性太差時，外界因素的變化很容易引起機組振動的產(chǎn)生。而潤滑油在軸瓦內(nèi)形成的油膜如何又是影響轉(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軸封進汽溫度

每一軸封的進汽溫度都不一樣，在運行規(guī)程所允許的范圍內(nèi)調(diào)整軸封進汽溫度會對機組的振動產(chǎn)生一定的影響。軸封進汽溫度對機組振動的影響主要表現(xiàn)為進汽溫度對軸承座標高的影響和溫度對端部汽封處動靜間隙的影響，這兩方面對機組振動的影響機理在前面已經(jīng)述及。

3.4機組真空和排汽缸溫度

機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組來說，排汽缸溫度的變化主要表現(xiàn)在對軸承座標高的影響上，所以會對機組的振動產(chǎn)生影響。

3.5發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流

當電流通過發(fā)電機轉(zhuǎn)子時會產(chǎn)生熱量，這部分熱量就要會使發(fā)電機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生膨脹，當發(fā)電機轉(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量產(chǎn)生的力矩發(fā)生改變，從而引起機組的振動變化;當發(fā)電機轉(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)電機轉(zhuǎn)子恢復到冷態(tài)時也會隨之消失。

3.6斷葉片

當汽輪機發(fā)生斷葉片時，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布明顯發(fā)生改變，因此機組的振動會發(fā)生明顯的變化，這種情況在現(xiàn)場有時可能不會被察覺，因為振動的變化既包括振動大小的變化也包括振動相位的變化，而現(xiàn)場大多數(shù)儀表只能監(jiān)視振動大小的變化。為了盡量避免斷葉片的現(xiàn)象發(fā)生，除了在設計制造和安裝檢修期間采用適當?shù)拇胧﹣肀ＷC外，運行中在增減機組負荷時應盡量平穩(wěn)。

4、結(jié)束語

從上文的分析中，我們對引起汽輪發(fā)電機組振動的主要因素進行了詳細的分析，并且提出了一些意見，除此之外，我們還要加強管理，提高重視，增強人員的技術(shù)水平，從多個方面促進汽輪發(fā)電機組振動的控制水平的提高，促進經(jīng)濟效益的提升。

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（作者單位：安徽晉煤中能化工有限公司）