汽輪機安裝中常見的振動原因分析與策略

樸德龍

（中電投電力工程有限公司，上海 200233）

1 概述

作為火力發電企業的關鍵性設備，汽輪機的作業任務重，工作時間長，運行要求高。當其振動超過安全范圍時，就會造成關鍵部件的磨損加劇，進而導致故障隱患，甚至引起發電機組運行事故。汽輪機異常振動所造成的故障屬于汽輪機中較難處理的故障之一，所以如何在安裝過程中盡量避免可能造成的振動影響，進而達到提高汽輪機運行效率的目的，也就成為了具有重要研究意義與現實價值的課題。

2 汽輪機安裝中常見的振動原因分析與策略

引發汽輪機振動的因素很多 ，只要是汽輪機組內部任何一個具有相關性的設備與介質就都有可能引起機組的振動，如進汽參數、油溫等。生產廠家自身制造原因也會造成汽輪機的振動，如在生產過程中由于轉子動平衡不合格引發的汽輪機振動等。且包裝運輸過程中，對于轉子支架的精度要求不嚴，造成轉子存放與運輸過程中由于自身重量問題而形成彎曲，進而變形。安裝過程中的軸系不同心、基礎不合格等，都會引起安裝后汽輪機振動。

2.1 檢查汽輪機基礎是否合格

在安裝汽輪機之前對于其基礎施工應進行全面的核查，其重點在于通過專業性設計圖紙來對整個基礎的強度與受力結構進行細致的設計，避免基礎存在不規則的沉降現象。由于基礎對于汽輪機的安裝與運行具有關鍵性影響，要確保基礎在汽輪機安裝完畢后不得出現自重導致的沉降現象，以避免整個汽輪機組臺板地下出現空洞，當汽輪機組正式投入運營后，就容易產生不同程度的振動，且其振動規律與其機組的載荷存在相關性。

2.2 對于軸承座的安裝與控制軸承中心標高

軸承座作為重要的受力結構，在安裝過程中，應堅持以圖紙為安裝藍本，對于圖紙中的要求應不打折扣地達成其精度要求。這也就要求在對汽輪機軸承座進行安裝時，不僅要反復測量其安裝尺寸，同時還要對量得的數據進行平均值計算。而軸承中心標高的控制重點則是軸承承力中心與幾何中心的重合度。為了達到最優的重合度要求，防止由于軸承承力中心與幾何中心偏離而造成的受力不均，引發振動，在控制中應保證忠實于設計圖紙的數據，對支持機組的軸承進行嚴格的高度控制，反復測量與對比，以滿足受力均勻要求，防止汽輪機組由于軸承中心標高控制不嚴而引起振動。

2.3 凝汽器頸部與低壓缸排汽口連接問題

對于汽輪機的安裝來說，其低壓缸自身體積大，在與冷凝器的連接時，必須保證其安裝的精密性，且不得受到任何外力的影響。在此過程中，保證安裝環境的不受干擾是為了防止低壓缸變形產生摩擦進而造成振動的產生。為了達到低壓缸排汽口與凝汽器頸部的有效連接，在安裝過程中應通過百分表的測量數據進行支撐點的定位，以保證汽輪機凝汽器頸部與低壓缸排汽口的連接。

2.4 缸外與缸內的中心找正問題

缸外與缸內中心找正重點在于使汽缸內部中心和外部中心保持重合。此過程中，設計圖紙對于安裝過程中的指導意義不容忽視，避免由于內部中心與外部中心不重合而導致空間分布不均，進而在正式投入生產運行后的汽輪機組內部蒸汽泄露不均，受力不均，進行造成振動。安裝過程是汽輪機組是處于常溫狀態，投入運行后，機組受熱，各部件會升溫膨脹，同時，缸外與缸內中心也會變化，為此在安裝過程中，應盡量優化中心找正精度，對于轉子與汽缸間的偏離應進行最大化縮減。

2.5 軸承與轉子安裝找中

應用于汽輪機的轉子軸承都是可傾瓦式，這種轉子軸承在防止油膜振蕩，保證運行穩定上有著突出優勢。對于轉子安裝找中而言，進行轉子揚度測量是確保整個軸系中心線處于同一垂直平面，且能形成一條無折點平滑連續曲線的前提。當其曲線達成時，就能有效減少汽輪發電機組運行時的振動，保證汽輪發電機組的正常運行。而有效調整軸瓦墊片對于轉子安裝找中也在著重要意義。可傾瓦式其自身的擺動自由度對于提高整個軸承的支撐柔性，緩沖轉子軸承在運行中產生的振動能量上，有著良好的性能表現。基于此，對于汽輪機的軸承安裝重點在于確定軸承蓋與軸瓦間的緊力達標。由于緊力直接影響著軸承蓋的受力情況，尤其是對于球面軸承而言，其自身不具備自動調位功能，當緊力過大極易造成軸承蓋變形情況的產生。而緊力過小則會直接影響汽輪機組部件間的連接度，造成振動的產生。而緊力因素對于軸承的剛度也有直接影響，當剛度不達標時，汽輪機組對于激振力的抗振能力也就會減弱，即容易造成大振動，所以對于軸承安裝來說，連接螺栓的安裝緊固度很重要。

2.6 滑銷安裝中的間隙問題

汽輪機組的滑銷作用是對汽缸在運行過程中高溫高壓狀態產生的部件受熱膨脹進行引導，以保證機組在正確的方向上自由收縮膨脹。所以滑銷的主要作用在于確保汽輪機缸體在高溫與常溫作用下產生的不同形變不影響缸體中心與轉子中心的重合度。基于此，滑銷系統間的間隙調整對于保證各部件的運行安全，性能穩定有著重要作用。安裝過程中，對于滑銷系統間隙控制應到位，且需保證滑動面平整度。

2.7 活動部件與斷葉片的排查

對于汽輪機組的安裝來說，汽缸內部應保持無任何活動部件殘留，考慮到活動部件對于汽輪機汽缸運行時的破壞作用，其在運行作用下受到氣流沖擊力會對整個汽輪機葉片造成撞傷與損壞，形成斷葉片，嚴重時會導致汽輪機組內部運行短路，部件受損，造成轉子質量分布不均勻，運行時振動嚴重超標，進而引發運行事故。為了防止活動部件的殘留，安裝過程中應對整個汽缸內部進行全面檢查，同時為了保證汽輪機組運行過程不受斷葉片的影響，在進行安裝檢修時，應對轉子各級葉片進行逐個排查，保證葉片完好無損，沒有任何裂紋與可能的連接松動現象。

結語

對于汽輪機組的安裝來說，其技術含量高，安裝精度高，專業化程度高。這也就要求在進行安裝時應選用技術過硬，懂汽輪機工作原理，且具備一定水平安裝操作實踐的工人來進行安裝。為了保證安裝質量，在安裝過程中應進行每個安裝工序的嚴格檢驗，對于每個施工工序應進行動態化跟蹤與核查，以提高安裝效率及保證安裝質量。

[1]張寶存.汽輪機安裝中幾種振動原因及預防對策[J].結構與設備安裝，2010（08）.