汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的影響因素分析

賁喜鵬

摘 要：汽輪發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生振動(dòng)的因素有很多，其對整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行都會(huì)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(dòng)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(dòng)；影響因素

前言

汽輪發(fā)電機(jī)組的軸承振動(dòng)幅度與機(jī)組的安全運(yùn)行有極大的關(guān)系，其能否安全運(yùn)行直接關(guān)系到電廠的效益。從其產(chǎn)生振動(dòng)的因素來看，不論是制造還是設(shè)計(jì)都可能導(dǎo)致振動(dòng)，同時(shí)管理不善，安裝錯(cuò)誤也可能導(dǎo)致振動(dòng)，本文就對引起汽輪發(fā)電機(jī)振動(dòng)的因素進(jìn)行分析。

1 設(shè)計(jì)制造失誤導(dǎo)致的汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)

作為高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械，汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心一旦偏離將會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失衡，會(huì)對軸承產(chǎn)生一個(gè)激振力，導(dǎo)致振動(dòng)。這就要求在進(jìn)行汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子裝配時(shí)每裝配一級葉片都要進(jìn)行平衡試驗(yàn)，全部完成后要進(jìn)行整體試驗(yàn)，保證平衡控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。

而在制造階段，導(dǎo)致汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡的重要原因主要是由于機(jī)械加工的精度不夠，裝配工藝質(zhì)量不過關(guān)導(dǎo)致的，因此，要不斷地提高機(jī)械加工的精度，保證裝配的質(zhì)量。另外，在設(shè)計(jì)過程中要慎重選用機(jī)組支持軸承，提高穩(wěn)定性，降低引起不平衡的因素。

2 安裝與檢修不當(dāng)導(dǎo)致的汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)

這是引起汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的主要因素，汽輪發(fā)電機(jī)組在安裝與檢修過程中對工藝及機(jī)組振動(dòng)的影響較大，經(jīng)過分析，我們發(fā)現(xiàn)，主要有以下幾個(gè)因素引起汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)。

2.1 選擇正確的軸承標(biāo)高

軸承是支撐汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的關(guān)鍵，一旦兩端的標(biāo)高不在范圍之內(nèi)，那么轉(zhuǎn)子兩端軸承的負(fù)荷分配就會(huì)出現(xiàn)不合理癥狀，在符合較輕的一端，軸瓦內(nèi)的油膜形成存在一定難度，必然會(huì)導(dǎo)致自激振動(dòng)、氣流激振與油膜振動(dòng)的情況，而較重的一端就會(huì)產(chǎn)生較大力量，引起軸瓦溫度驟升，導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)。

對于這一問題，可以在安裝汽輪發(fā)電機(jī)組的過程中結(jié)合制造廠家的技術(shù)要求，結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況對軸承的標(biāo)高進(jìn)行合理的調(diào)整，由于機(jī)組受熱前后的變化較大，因此，必須要充分考慮到實(shí)際狀況。

2.2 充分考慮軸承自身特征

軸承自身的性能對機(jī)組振動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生一定影響，主要包括軸瓦的緊力、頂隙和連接剛度等幾個(gè)方面。軸瓦緊力與頂隙對軸承穩(wěn)定性影響不大，如果其穩(wěn)定性較差，受到外界因素影響機(jī)組可能振動(dòng)超標(biāo)。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(fā)較大振動(dòng)，因此要做好連接。

2.3 做好機(jī)組中心的管理工作

機(jī)組中心主要包括轉(zhuǎn)子氣缸與靜子的同心度、支撐轉(zhuǎn)子軸承的標(biāo)高，軸系連接的同心度與平直度。一旦轉(zhuǎn)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(dòng)靜碰磨，一旦碰磨，就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎導(dǎo)致不穩(wěn)定強(qiáng)迫振動(dòng)。如果轉(zhuǎn)子處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，軸系同心度與平直度會(huì)直接產(chǎn)生振動(dòng)激振力，導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)。

2.4 滑銷系統(tǒng)引起的機(jī)組振動(dòng)

不管是汽輪機(jī)還是發(fā)電機(jī)，一旦機(jī)組帶負(fù)荷受熱后產(chǎn)生膨脹，但是需要控制膨脹度，滑銷系統(tǒng)就是引導(dǎo)膨脹的，如果受到因素影響，滑銷系統(tǒng)卡澀，機(jī)組膨脹就會(huì)受限，一旦機(jī)組膨脹受限就會(huì)引起較大振動(dòng)，嚴(yán)重的話甚至不能開機(jī)，導(dǎo)致動(dòng)靜碰磨，導(dǎo)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(dòng)靜間隙

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與氣缸和汽、軸封之間及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子間存在一定間隙，一旦汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與氣缸間的間隙過大，汽輪機(jī)內(nèi)效率會(huì)降低，如果汽輪機(jī)與軸封間的間隙過大會(huì)引起蒸汽外漏或者內(nèi)漏，影響機(jī)組的效率與真空，如果發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子間的間隙過大會(huì)影響發(fā)電機(jī)的效率，間隙也不能過小，將會(huì)引起動(dòng)靜碰磨，引起機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)。所以要合理調(diào)整隔板汽封、端部汽封及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子間的間隙控制十分重要。

2.6 轉(zhuǎn)子結(jié)垢導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)

在進(jìn)行機(jī)組維修的過程中，需要對葉片結(jié)垢進(jìn)行清理，除垢時(shí)要選擇正確的方法，注意轉(zhuǎn)子除垢，否則會(huì)影響新的質(zhì)量平衡。

2.7 保持轉(zhuǎn)子中心孔的清潔

一般的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子大軸都留有中心孔，在進(jìn)行檢修過程中要避免進(jìn)入中心孔，裝復(fù)回原后開機(jī)，機(jī)組會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)異常的情況。

2.8 控制活動(dòng)部件

在檢修過程中如果有部件進(jìn)行到汽輪機(jī)，大修后開機(jī)活動(dòng)部件在汽輪的沖擊下可能出現(xiàn)撞傷，嚴(yán)重的情況下可能導(dǎo)致汽輪機(jī)葉片，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重事故。

3 運(yùn)行管理效率對機(jī)組振動(dòng)產(chǎn)生的影響

在設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢修上都沒有問題的話，那么機(jī)組的振動(dòng)的主要原因就是由于運(yùn)行管理失誤而導(dǎo)致的。

3.1 機(jī)組膨脹導(dǎo)致的振動(dòng)

滑銷系統(tǒng)制約機(jī)組膨脹狀況，如果滑銷系統(tǒng)自身狀況良好的話，那么就需要加強(qiáng)對運(yùn)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(huì)引起機(jī)組的動(dòng)靜碰磨，產(chǎn)生振動(dòng)。

3.2 掌握潤滑油溫

軸頸在軸瓦內(nèi)的穩(wěn)定性情況與機(jī)組誘發(fā)振動(dòng)的相關(guān)性很大，如果穩(wěn)定性較差，外界因素變化就會(huì)導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)。同時(shí)，潤滑油在軸瓦內(nèi)形成油膜也可能影響轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定，形成油膜與軸承烏金相關(guān)，同時(shí)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(huì)造成不利的影響。

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(yùn)行規(guī)程范圍內(nèi)調(diào)整軸封進(jìn)汽溫度會(huì)對機(jī)組的振動(dòng)產(chǎn)生一定的影響。軸封進(jìn)汽的溫度對機(jī)組振動(dòng)會(huì)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(dòng)靜間隙的影響。

3.4 掌控機(jī)組真空和排汽缸溫度

二者之間存在著極為密切的關(guān)系，任何一個(gè)因素的變化都會(huì)導(dǎo)致兩外因素的轉(zhuǎn)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，因此會(huì)對機(jī)組的振動(dòng)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(shí)可能產(chǎn)生一定的熱量，會(huì)促使轉(zhuǎn)子膨脹，當(dāng)轉(zhuǎn)子本身存在質(zhì)量不平衡時(shí)，膨脹會(huì)導(dǎo)致力矩發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)變化，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子自身存在膨脹不均的情況下，即使冷態(tài)情況下質(zhì)量平衡較好，也會(huì)由于膨脹的不均勻性產(chǎn)生動(dòng)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(shí)也會(huì)隨之消失。

另外，如果發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子本身有短路的情況的話，電流會(huì)通過轉(zhuǎn)子產(chǎn)生局部放熱過大的情況，此處的轉(zhuǎn)子受熱過多而堆積，導(dǎo)致膨脹，這與其他膨脹存在一定的差異，也會(huì)形成質(zhì)量不平衡。

3.6 斷葉片

如果汽輪機(jī)出現(xiàn)斷葉片的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布就會(huì)發(fā)生改變，機(jī)組振動(dòng)就會(huì)變化十分明顯，但是受到現(xiàn)場監(jiān)控儀器的影響，發(fā)現(xiàn)較難，為了盡量避免這一現(xiàn)象產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)與安裝過程中要加強(qiáng)檢修來確保其平穩(wěn)安全的運(yùn)行。

4 結(jié)束語

從上文的分析中，我們對引起汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的主要因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并且提出了一些意見，除此之外，我們還要加強(qiáng)管理，提高重視，增強(qiáng)人員的技術(shù)水平，從多個(gè)方面促進(jìn)汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的控制水平的提高，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]韓蘋，董武，張學(xué)武.淺析影響汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的因素[J].價(jià)值工程.2010（18）.

[2]劉憲平.金融危機(jī)下電力企業(yè)如何“把脈”[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2009（12）.

[3]吳疆.發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)變化的影響因素及變化趨勢分析[J].電力技術(shù)經(jīng)濟(jì).2009（05）.