汽輪發電機組振動的影響因素分析

賁喜鵬

摘 要：汽輪發電機組產生振動的因素有很多，其對整個機組的運行都會產生一定的影響，對此，必須引起足夠的重視，本文就針對引起汽輪發電機組振動的原因及應對措施進行分析。

關鍵詞：汽輪發電機組；振動；影響因素

前言

汽輪發電機組的軸承振動幅度與機組的安全運行有極大的關系，其能否安全運行直接關系到電廠的效益。從其產生振動的因素來看，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電機振動的因素進行分析。

1 設計制造失誤導致的汽輪發電機組振動

作為高速旋轉的機械，汽輪發電機轉子的質心與旋轉中心一旦偏離將會導致轉子失衡，會對軸承產生一個激振力，導致振動。這就要求在進行汽輪發電機轉子裝配時每裝配一級葉片都要進行平衡試驗，全部完成后要進行整體試驗，保證平衡控制在一個合理的范圍之內。

而在制造階段，導致汽輪發電機轉子不平衡的重要原因主要是由于機械加工的精度不夠，裝配工藝質量不過關導致的，因此，要不斷地提高機械加工的精度，保證裝配的質量。另外，在設計過程中要慎重選用機組支持軸承，提高穩定性，降低引起不平衡的因素。

2 安裝與檢修不當導致的汽輪發電機組振動

這是引起汽輪發電機組振動的主要因素，汽輪發電機組在安裝與檢修過程中對工藝及機組振動的影響較大，經過分析，我們發現，主要有以下幾個因素引起汽輪發電機組的振動。

2.1 選擇正確的軸承標高

軸承是支撐汽輪機與發電機轉子的關鍵，一旦兩端的標高不在范圍之內，那么轉子兩端軸承的負荷分配就會出現不合理癥狀，在符合較輕的一端，軸瓦內的油膜形成存在一定難度，必然會導致自激振動、氣流激振與油膜振動的情況，而較重的一端就會產生較大力量，引起軸瓦溫度驟升，導致機組振動。

對于這一問題，可以在安裝汽輪發電機組的過程中結合制造廠家的技術要求，結合現場的實際情況對軸承的標高進行合理的調整，由于機組受熱前后的變化較大，因此，必須要充分考慮到實際狀況。

2.2 充分考慮軸承自身特征

軸承自身的性能對機組振動也會產生一定影響，主要包括軸瓦的緊力、頂隙和連接剛度等幾個方面。軸瓦緊力與頂隙對軸承穩定性影響不大，如果其穩定性較差，受到外界因素影響機組可能振動超標。其連接情況主要是對軸承剛度的影響，如果剛度不足，同樣激振力下可能引發較大振動，因此要做好連接。

2.3 做好機組中心的管理工作

機組中心主要包括轉子氣缸與靜子的同心度、支撐轉子軸承的標高，軸系連接的同心度與平直度。一旦轉子與氣缸或者靜子的同心度偏差過大，非常容易引起氣流激振、電磁激振與動靜碰磨，一旦碰磨，就會導致轉子發生熱彎導致不穩定強迫振動。如果轉子處于旋轉狀態，軸系同心度與平直度會直接產生振動激振力，導致機組振動。

2.4 滑銷系統引起的機組振動

不管是汽輪機還是發電機，一旦機組帶負荷受熱后產生膨脹，但是需要控制膨脹度，滑銷系統就是引導膨脹的，如果受到因素影響，滑銷系統卡澀，機組膨脹就會受限，一旦機組膨脹受限就會引起較大振動，嚴重的話甚至不能開機，導致動靜碰磨，導致更大損壞。這就要求在檢修與安裝期間對其要格外重視。

2.5 控制動靜間隙

汽輪機轉子與氣缸和汽、軸封之間及發電機轉子與靜子間存在一定間隙，一旦汽輪機轉子與氣缸間的間隙過大，汽輪機內效率會降低，如果汽輪機與軸封間的間隙過大會引起蒸汽外漏或者內漏，影響機組的效率與真空，如果發電機轉子與靜子間的間隙過大會影響發電機的效率，間隙也不能過小，將會引起動靜碰磨，引起機組振動超標。所以要合理調整隔板汽封、端部汽封及發電機轉子與靜子間的間隙控制十分重要。

2.6 轉子結垢導致機組振動

在進行機組維修的過程中，需要對葉片結垢進行清理，除垢時要選擇正確的方法，注意轉子除垢，否則會影響新的質量平衡。

2.7 保持轉子中心孔的清潔

一般的汽輪機轉子大軸都留有中心孔，在進行檢修過程中要避免進入中心孔，裝復回原后開機，機組會出現振動異常的情況。

2.8 控制活動部件

在檢修過程中如果有部件進行到汽輪機，大修后開機活動部件在汽輪的沖擊下可能出現撞傷，嚴重的情況下可能導致汽輪機葉片，進而導致嚴重事故。

3 運行管理效率對機組振動產生的影響

在設計、制造、安裝、檢修上都沒有問題的話，那么機組的振動的主要原因就是由于運行管理失誤而導致的。

3.1 機組膨脹導致的振動

滑銷系統制約機組膨脹狀況，如果滑銷系統自身狀況良好的話，那么就需要加強對運行管理人員的管理，提高管理水平。不論是膨脹不足還是膨脹過大都會引起機組的動靜碰磨，產生振動。

3.2 掌握潤滑油溫

軸頸在軸瓦內的穩定性情況與機組誘發振動的相關性很大，如果穩定性較差，外界因素變化就會導致機組振動。同時，潤滑油在軸瓦內形成油膜也可能影響轉子的穩定，形成油膜與軸承烏金相關，同時也受到油溫的影響，因此，必須要控制潤滑油的油溫，過高過低都會造成不利的影響。

3.3 軸封進汽溫度

每一軸封的進汽溫度都存在著一定的差異，在運行規程范圍內調整軸封進汽溫度會對機組的振動產生一定的影響。軸封進汽的溫度對機組振動會產生一定的影響，主要表現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。

3.4 掌控機組真空和排汽缸溫度

二者之間存在著極為密切的關系，任何一個因素的變化都會導致兩外因素的轉變，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在對軸承座標高的影響上，因此會對機組的振動產生影響。

3.5 發電機轉子電流

當電流通過發電機轉子時可能產生一定的熱量，會促使轉子膨脹，當轉子本身存在質量不平衡時，膨脹會導致力矩發生變化，進而導致機組振動變化，當發電機轉子自身存在膨脹不均的情況下，即使冷態情況下質量平衡較好，也會由于膨脹的不均勻性產生動態的質量不平衡，而這一質量不平衡在發電機轉子恢復到冷態時也會隨之消失。

另外，如果發電機轉子本身有短路的情況的話，電流會通過轉子產生局部放熱過大的情況，此處的轉子受熱過多而堆積，導致膨脹，這與其他膨脹存在一定的差異，也會形成質量不平衡。

3.6 斷葉片

如果汽輪機出現斷葉片的現象，轉子的質量分布就會發生改變，機組振動就會變化十分明顯，但是受到現場監控儀器的影響，發現較難，為了盡量避免這一現象產生，在設計與安裝過程中要加強檢修來確保其平穩安全的運行。

4 結束語

從上文的分析中，我們對引起汽輪發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，增強人員的技術水平，從多個方面促進汽輪發電機組振動的控制水平的提高，促進經濟效益的提升。

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