淺析汽輪機安裝中幾種振動原因及預防對策

洛佳成 王佐仁 張秀坤

（黑龍江省火電第三工程公司，黑龍江 哈爾濱 150016）

1 緒論

汽輪機是發電廠中重要的設備，離開了汽輪機，發電廠就不能夠正常的工作。而汽輪機的安裝過程十分的復雜，具有很高的專業性，安裝過程中經常出現各種問題，其中比較常見的就是汽輪機震動超出規定的標準。這對于汽輪機的正常運轉會造成很大的影響，減少機器的使用壽命，甚至引發嚴重的生產事故，造成發電廠不能夠正常的生產和發電。本文對汽輪機安裝中幾種比較常見的震動原因進行了分析，并有針對性的提出了應對策略。

2 汽輪機安裝中引起振動的原因分析與預防措施

汽輪機在安裝過程中很多因素都有可能導致其震動超出規定的標準，其中有一部分原因是由于汽輪機生產過程當中自身工藝方面存在的問題，還有可能是在機器運輸的途中沒有采取相應的保護措施，導致轉子受到碰撞而發生變形等。但是在眾多引起汽輪機震動的原因當中，主要還是出現在進行安裝的過程當中，沒有做好相應的安裝工作。汽輪機的安裝是一個十分復雜的工程，分為多個安裝步驟，任何一個安裝步驟出現問題，都有可能導致汽輪機震動，具體主要表現在以下幾個方面：

2.1 基礎的合格是安裝汽輪機的首要前提

基礎對于汽輪機的安裝乃至日后的使用都有十分重要的影響。在進行施工之前要按照相關的設計圖紙來進行基礎的施工工作。要確保基礎能夠達到規定的強度要求，防止出現不規則沉降，防止機組安裝完之后，由于自重而導致沉降。在安裝的過程當中，如果基礎出現了不均勻沉降，那么就會使臺板地下出現空缺，從而導致汽輪機運行過程中產生震動，這種原因導致的震動往往隨著汽輪機載荷的變化而不斷的變化。

2.2 軸承座的安裝質量及軸承中心標高的控制

在進行軸承座的安裝過程當中要始終按照圖紙中的相關的要求進行施工，不能夠隨意進行變更。為了確保安裝的精度，應該進行反復的測量，采用平均值。為了確保運行過程當中軸承的承力中心和幾何中心發生偏離而導致震動，因此在進行軸承座的安裝過程當中要做好相應的測量工作，確保軸承的承力中心和幾何中心能夠重合。根據設計圖紙的要求，嚴格控制機組支持軸承的高度，從而確保符合能夠分配均勻。一旦出現分配不均勻的情況，就有可能導致機組的震動。

2.3 低壓缸排汽口與凝汽器頸部的自由連接

在進行汽輪機汽缸安裝作業的時候，由于汽輪機的低壓缸通常都具有相對較大的體積，而且需要連接在冷凝器上。這就使得低壓缸在安裝的過程當中不能受到外力因素的干擾，否則導致低壓缸發生變形而發生摩擦，而產生震動。針對這種情況，應該在使用百分表對低壓缸的支撐點進行測量，從而避免外力因素造成的汽缸變形的發生，最終防止機組震動。

2.4 汽缸及缸內部件中心找正

為了確保機組運行的穩定性，應該根據相應的設計圖紙來對汽缸內部以及外缸進行找正，確保轉子于隔板的中心能夠重合。一旦不能夠使汽缸的內部和外部的中心保持重合那么由于空間分布不均勻，導致空間內部的蒸汽在泄露的時候不均勻，導致震動。安裝過程當中機組處于冷卻的狀態，而機組一旦運行，隨著溫度的升高，勢必會產生膨脹，從而使汽缸的中心出現變動。因此在安裝的過程當中要做好相應的調整工作，從而盡可能的減少轉子和汽缸之間的偏離。

2.5 軸承的安裝

大多數汽輪機轉子軸承采用可傾瓦式，具有良好的穩定性，可避免油膜振蕩。可傾瓦自由擺動，增加支撐柔性，吸收轉軸振動能量，具有良好的減振性能。在安裝過程中，注意保證支撐軸承的軸承蓋與軸瓦之間緊力符合圖紙要求。如果緊力過大可能使軸承蓋變形，特別是球面軸承將無法自由調位；緊力過小將出現振動。此外，軸承的連接緊力對軸承剛度也會產生影響，如果軸承剛度不足，在同樣的激振力下能引起較大的振動，因此必須將軸承各連接螺栓擰緊。在現場施工過程中，往往出現因連接螺栓緊力不足而引起振動的現象。

支持軸承軸瓦的墊塊，承受著因轉子本身的質量及轉子轉動時由于不平衡而引起的離心力，墊塊確定轉子位置，施工時要保證墊塊均勻承重，每塊墊塊的接觸痕跡應占墊塊總面積的70%以上，且接觸點均勻分布以避免因接觸面不符合要求而引起較大振動。

推力軸承是轉子相對于氣缸的膨脹死點，安裝時要保證轉子軸向竄動量與圖紙技術要求相符，如果竄動量過小，則不能保證推力瓦塊形成正常的油膜厚度，運行中油溫必然升高或出現摩擦；相反，竄動量過大，汽輪機負荷突然改變時，則會使推力瓦塊收到較大沖擊。

2.6 滑銷系統間隙調整

汽輪機在正常條件下運行時，缸體受到高溫高壓的作用，熱膨脹較大，同時，由于高中、低壓缸分段布置，溫差也較大。為保證汽機在熱態能自由膨脹、在冷態能自由收縮，缸體中心與轉子中心不產生偏移，汽機缸體上設計了很多滑銷，以引導整個機組按預定方向自由膨脹或收縮，保證汽輪機動、靜部分中心位置及各處間隙在膨脹過程中均能滿足要求，以達到穩定。因此，在安裝過程中，必須保證銷與銷槽間隙在設計范圍內，滑動面的光滑平整。

2.7 活動部件和斷葉片

在安裝期間應特別注意，保證沒有其它活動部件留存在汽缸內部，如果有活動部件進入汽輪機，運行時活動部件可在氣流的沖擊下撞傷甚至損壞汽輪機葉片，引起機組振動。如果活動部件留存在發電機內，則可能引起發電機內部短路，造成嚴重事故。

當汽輪機葉片斷裂時，轉子的質量分布明顯不對稱，機組的振動會發生明顯的變化，既包括振幅大小的變化也包括振動相位的變化。在現場檢修轉子時對各級葉片逐一進行外觀檢查，確定無裂紋及鉚釘松動現象。

2.8 發電機的缺陷

電流通過發電機轉子時會產生熱量，導致發電機轉子熱膨脹，當發電機轉子存在一定量的質量不平衡時，膨脹會使該不平衡量產生的力矩發生改變，引起機組的振動變化；當發電機自身存在膨脹不勻時，即使冷態情況下質量平衡較好，也會由于膨脹的不均勻性而產生動態的質量不平衡，質量不平衡在發電機轉子恢復到冷態時也將隨之消失。另一方面，如果發電機轉子內部本身存在短路情況，當電流通過發電機轉子時會產生局部放熱過大的現象，此處的轉子由于受到較多的熱量積蓄而使膨脹加大，這就與其他部位膨脹產生差別，又會形成動態的質量不平衡。發電機轉子與定子間的氣息不均勻，會使發電機電磁性能不良引起機組振動。這種振動特征表現為通勵磁電流以后才出現振動，隨著勵磁電流的增大，振動明顯增大。因此在安裝過程中要定期對發電機轉子、定子進行絕緣測試；并且根據轉子調整發電機空氣間隙，使得氣息均勻，增強了機組的安全運行性能。

結束語

發電廠汽輪機的安裝涉及到多個工序，安裝過程是一項復雜的系統化工程。在安裝過程當中，任何一個環節出現問題都有可能造成機組的震動。因此在安裝過程當中一定要嚴格的按照圖紙來進行安裝，不能夠隨意的進行更改。同時還要做好安裝過程中的工藝質量管理工作，從而確保每個環節都不會出現問題。相關的安裝人員要不斷的提升自身的素質，增強自身的安裝水平，確保汽輪機能夠正常的運作。

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