汽輪發電機組在運行中出現的異常振動危害分析

李孝巍,張海濤（通遼發電總廠,內蒙古　通遼028011）

汽輪發電機組在運行中出現的異常振動危害分析

李孝巍,張海濤
（通遼發電總廠,內蒙古通遼028011）

汽輪發電機組異常振動是其發電工作過程中經常出現的運行障礙。障礙發生的因素多種多樣，其產生的原因是多方面的。保證汽輪機安全運行是每個發電廠運行檢修部門的最繁重、最艱巨的工作之全面了解把握汽輪發電機振動危害方面的知識與維護技巧,是保持汽輪發電機組正常運轉,科學制定安全可靠的經濟運行操作程序的基礎。只有保持經常性的科學檢修對其進行合理的技術改造、改進，才能確保汽輪發電機組在其固有的壽命周期內發揮出更大的效益。本文將簡單闡述汽輪發電機組異常振動主要原因和解決排除故障的基本方式方法。

汽輪發電機；振動；故障；危害

1　汽輪發電機的概念

汽輪發電機是將機械能轉化為電能的機器。主要組成部分是定子、轉子、端蓋及軸承等構件。工作原理是發電機在汽輪機的巨大動能作用下，使轉子能在定子中高速旋轉，做切割磁力線的機械運動產生感應電勢，再經過接線端子引出，連接于回路中產生較強的電流。汽輪發電機組在汽輪機的巨大動能量的推動下做高速旋轉的機械,在發電運行過程中振動是在所難免的。發電機組是汽輪發電機組能否正常運行的關鍵。汽輪發電機組異常振動障礙一旦產生,將影響到整個發電機組的正常運行和安全生產，特別異常的振動極有可能造成整機的損壞，后果十分嚴重。

2　汽輪發電機組異常振動的巨大危害

汽輪發電機組異常振動大的危害主要是造成機組各種零部件被迫承擔巨大動應力,導致機械金屬材料高度疲勞甚至毀壞；也會造成螺栓、螺帽等加固機械的固件變得松弛，會導致汽缸中分面等處的蒸汽泄漏；使得汽輪機軸承嚴重損傷，也可能造成主軸產生彎曲等現象。通常來講汽輪發電機組異常振動的幅度沒有超越規定標準算是正常的振動,一下談到的振動是汽輪發電機組轉動中振幅較正常大的多。尤其是大到超過允許標準范圍的振動視為異常振動。對此剛剛安裝以及經過檢修后的汽輪發電機組,要求必須試運行,用于測定軸承振動和軸承處軸振動是不是超過了允許的震動標準,如果經常沒有所說的異常震動才能運行生產。

3　汽輪發電機組異常振動幾種常見情況

機械振動有各種各樣因素造成，依照震動產生的原因可分為：機組軸振動大致分為強迫性振動和自激性振動。強迫性振動是由于旋轉機械在外力作用下產生的無法遏制的振動,算不上異常性振動。然而，作用的外力較一般時候明顯強大時,或者受作用的外力的頻率和旋轉機械系統的某一本來的頻率相同或十分接近后,其振動的幅值遠遠超越固有的限值,那么異常振動現象就會發作。發電機組工作時常常產生的強迫振動一般有轉子不平衡、共性振動、機械鏈接松動、電磁激振等造成。所謂的自激振動是旋轉機械本身就有的振動,當振幅過大時其實也是異常振動,應當采取必要的措施給予控制和消弭。一般來說自激振動有軸瓦的自激振動、蒸汽激振和摩擦渦動三種情形。

4　異常振動原因和應當采取的措施

由于汽輪機機械結構非常復雜,經常在高轉速的高壓、高溫、振動、腐蝕、高轉速運轉等惡劣環境中,運行環境又是一個動態變化的過程。故而，汽輪機組會時常出現工作故障,特別是汽輪機組異常振動障礙是汽輪機組故障中比較復雜的故障之一。導致成汽輪機組振動的原因多種多樣,準確檢查出振動的主要原因很難,必須運用復雜的檢測手段并精心細致分析。

5　汽輪發電機組異常振動產生原因

（1）汽輪發電機組臨界轉速。所謂臨界轉速就是能使汽輪發電機組轉子發生強烈振動的轉速，為了能讓汽輪發電機組正常工作或避免其系統因振動而受到損壞，轉動系統的轉子工作轉速要盡可能的避開臨界轉速，工作轉子的轉速一旦到達或者接近臨界轉速后,就會產生共振,這是產生異常極大振動的最主要原因之一,通常情況下軸系各階臨界轉速必須避開工作轉速的±10%以上。

（2）汽輪發電機組軸承特性。滑動軸承主要功能是直接承受徑向載荷；推力滑動軸承，其特點是適用于高精度、低速、、重負載，由于滑動軸承為使用的是滑動摩擦，故而接觸面大、其結構也相對簡單、抗振性好、缺陷是摩擦系數較大大、很容易發熱、必須有充分的潤滑。汽輪發電機組轉子系統阻尼有潤滑軸承承擔，阻尼的大小對振動系統的穩定性、振動響應峰值等有很大影響。通常情況下一般認為圓軸承的承載能力最強而其穩定性不強，可傾瓦軸承的穩定性是最優秀的。

（3）汽輪發電機組轉子動平衡質量。轉子平衡是保證汽輪發電機組正常運行的重要條件無論出現靜不平衡還是動不平衡精度不高的現象對其工作會造成一定的影響。其實，在線型系統中其轉子不平衡影響的峰值跟轉子上殘余不平衡量的大小有關而且是成正比例關系。要想降低振動響應峰值就必須減少不平衡量的數值。所以，盡可能提高機械制造廠出廠時動平衡精度才能保證轉子振動的品質操作現場適時的軸系動平衡也是改善振動水平的措施之一。

（4）汽輪發電機組蒸汽激振。汽輪發電機組蒸汽激振的強弱是檢驗汽輪發電機組軸系穩定性的基本判定依據，因此,防汽流激振及軸系失穩的問題非常重要。故而，在高參數、大容量汽輪機的高壓轉子中,由于汽隙的不均勻分布常常導致附加的蒸汽力作用,它可能會影響到軸系的穩定性,使失穩轉速迅速降低。

6　汽輪發電機組安裝

軸系振動往往與其安裝質量有著必然的聯系。轉子的動平衡質量較的,若連接偏差巨大,也會導致振動。機組軸系中冷態找中時必須進行必要的預調,確保熱態時軸系保持一條光滑的曲線；來相對減少軸心的偏差,使軸承持有良好的動力特性。機件安裝的不正確或者沒有考慮部件熱態工作時會發生熱膨脹、熱變形的情況，可能導致一些部件受熱工作時自由膨脹不能自由而變彎曲，破壞了應有的平衡產生了異常振動；同樣道理機殼受熱不能自由膨脹也產生變形導致振動。故而，安裝時,需要保證機組各種部件之間隙均勻、尺寸在合理的范圍內,謹防部件局部間隙過小導致動靜碰摩，出現振動,或者圓周方向徑向間隙偏差大產生蒸汽激振現象出現。

7　結語

汽輪機異常振動百害而無一利，切又不可能避免。所以加強對維修工作人員的技能培訓、提高運行維護人員的科技素養、專業素質、對汽輪機組的運行是非常重要的，對汽輪機故障異常排除效率提高也是非常重要的。

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