余熱發電汽輪機的安裝對機組振動的影響

余熱發電汽輪機的安裝對機組振動的影響

Impact of Cogeneration Turbine Installation on Units Vibration

侯躍光，高永紅

在余熱發電工程中，汽輪機安裝是安裝行業中精度要求較高、難度較大、工藝復雜的安裝工程。汽輪機安裝過程中振動往往是最難分析、最難消除的問題。如果汽輪機振動超標，有可能導致汽輪機無法正常啟動，當機組長期在振動超標的狀態下運行時，會導致機組壽命縮短，不能達到滿負荷運行，甚至會造成突然停機的嚴重后果。

引起汽輪機振動的原因是多方面的，有生產廠家制造的原因，如轉子不平衡不合格引起機組振動；有包裝運輸過程中的原因，如轉子支架精度達不到要求，導致轉子的存放、運輸途中受自重彎曲變形；也有安裝過程中的原因，如基礎不合格、軸系不同心、缸體受外力、滑銷系統受阻等。下面就引起機組振動的幾個關鍵工序進行分析，提出可靠合理的預防措施。

1 基礎

（1）汽輪機基礎質量控制貫穿于土建施工的全過程，特別是夯實、墊層施工、扎筋、澆筑和養護階段，必須嚴格按照施工圖紙和規范要求施工，保證基礎有足夠的強度，各測點沉降量基本一致，且到機組安裝試運后，沉降量趨于零。如果在安裝過程中，出現基礎下沉，則會導致臺板與基礎不密實，在機組空負荷運行時出現振動。

（2）二次灌漿質量不高。其中包括未充實和水泥標號較低。

（3）基礎臺板墊鐵走動。這種現象主要是由于二次灌漿質量不好、臺板墊鐵間距過大、吃力不均、墊鐵之間及與臺板之間未焊牢，在過大軸承振動下使墊鐵發生走動。

（4）基礎臺板墊鐵過高。這種現象對軸承座垂直方向動剛度影響不大，但顯著降低了軸承座水平和軸向動剛度，而且往往在較大軸向振動作用下，使軸承座臺板二次灌漿松裂，其動剛度進一步降低，形成惡性循環。

（5）基礎浸油。二次灌漿浸油，使其強度顯著降低，嚴重的在振動作用下可使二次灌漿松裂，甚至使二次灌漿與臺板分離，使振動進一步擴大。汽機運行過程中，本身存在一定的振動，如果基礎質量不過關，這種振動會對基礎造成影響，受到破壞的基礎又會造成更大的振動。

2 軸承座的安裝質量及軸承中心標高的控制

在汽輪機基礎放線、墊鐵基礎研磨、墊鐵布置、臺板就位后，就可以進行軸承座的安裝工作了。在安裝過程中必須按照圖紙技術要求及現行相關規范嚴把質量關，必要時進行多次測量，以求其加權平均值。特別注意軸承座幾何中心必須與軸承承力中心重合。否則，當機組運行，軸勁承力中心沿軸向周期變化時，軸承幾何中心與軸勁承力中心不重合而產生力矩，當軸承軸向剛度不足時，便產生軸承軸向振動，因此，增大軸承座的連接剛性，軸承座底面與基礎要貼合密實，接觸點要達到75%以上，0.05mm塞尺不入。

另外，還要保證汽輪機和發電機轉子兩端支持軸承的標高符合圖紙的規范要求，以使兩端軸承的負荷分配合理。否則，負荷較輕的一端軸瓦內油膜會形成不良或根本不能建立油膜，極易誘發機組的自激振動，包括油膜振動和氣流激振等；對于負荷較重的一端，軸瓦烏金溫度必然偏高，當溫度高到瓦溫允許上限時，容易產生碾瓦現象，從而引發機組的振動。

3 汽缸及缸內部件中心找正

汽缸就位以后，缸體及缸內部件找中心就成了這道工序的關鍵，關系到機組的平穩運行，必須嚴格按照圖紙及規范要求施工。在安裝過程中，注意使缸體中心、隔板中心保持一致，如果缸內動靜部分不能保持同心，則動靜間隙不均，造成運行時蒸汽在圓周上不均勻泄漏，會引起間隙自激振動。當動靜部分間隙嚴重超標時會引起動靜摩擦，若摩擦發生在轉軸處，會使轉子發生彎曲，運行不穩定，出現強迫振動。

4 軸系連接的平直和同心是汽輪機安裝的中心環節

轉子水平放置時，由于自重而產生靜撓曲，所以機組各轉子在安裝后，其中心線應在一條光滑連續的軸線上。如果軸線的位置形狀不同，則各軸承的負荷也不同，因此軸線可按軸承不同位置確定。只有當整個轉子連在一起，呈一條光滑的軸線，才能保證這個轉子平穩運行。當轉子揚度確定后，汽機縱向水平隨之而定，各軸承負荷、轉子受力、軸向力等也隨之而定。另外，還要保證聯軸器法蘭外圓于軸承同心，對輪瓢偏擺度不能超標。

5 滑銷系統

滑銷系統的作用是支撐汽缸和軸承座，既要允許機組帶負荷受熱時汽缸及軸承座膨脹，又要保持汽缸與轉子的中心和各部件的軸向相對位置的變化在通流部分的輻向及軸向間隙允許的范圍內，而不能讓其自由膨脹。所以滑銷在安裝時必須保證安裝間隙，如果間隙過大，會造成汽缸、轉子的相對位置變化；如果間隙過小則會造成卡澀，妨礙汽缸膨脹引起機組較大振動，嚴重時甚至不能起車或引發動靜碰磨。

6 系統清潔

在安裝過程中必須保證汽機整個系統清潔無異物，包括汽缸合箱前的內部清潔、蒸汽管道的吹掃合格、潤滑油系統的沖洗合格、轉子大軸中心孔無異物。如果有異物進入汽輪機，可能會在開機時在氣流的沖擊下損傷葉片，造成嚴重事故并引發機組振動；潤滑系統不合格會對高速運轉下的軸瓦造成嚴重損傷，引發振動或停機；中心孔內有異物機組也會出現振動異常的現象。

7 螺栓緊固

在安裝時，整個系統的螺栓緊固必須按照規范或技術要求進行。尤其是轉動支撐部位的螺栓和基礎螺栓。一般基礎螺栓的緊固在安裝時保證得比較好，而軸承的螺栓更易出現問題。如果軸承螺栓未擰緊，會對軸承的穩定性造成影響，在同樣大小的激振力下引發較大振動。

8 調試階段

在調試過程中，汽輪機油的循環過濾工作是關系到機組能否正常啟動的關鍵一環，必須保證油在系統中充分循環并過濾，最后的油質指標達到合格方能啟動汽輪機，否則絕不允許機組啟動。

機組在啟動時，必須按照廠家要求進行暖機，保證汽缸膨脹達到廠家要求的參數，否則會由于汽缸膨脹不均勻造成振動增大。機組正常運行時控制各部參數在額定范圍內，保證機組平穩安全運行。

總之，汽輪機作為一種高轉速設備，極易發生異常振動，而每一種異常的振動，都有可能造成設備損壞或較大的事故。所以在安裝中，嚴格控制每一步施工步驟，留下詳實的施工數據，是保證設備正常運轉、消除設備振動的有效途徑。

TQ172.625.9

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1001-6171（2013）05-0104-02

材節能股份有限公司,天津 300400；

2012-12-27； 編輯：呂 光