淺談汽輪機安裝中的振動原因及預防

樸文哲

摘 要：眾所周知，作為行業中非常嚴格的一項安裝工作，汽輪機安裝活動當前受到很多人的關注，它對于精確性的規定較為嚴苛，而且本身的難度系數很高，活動較為繁瑣。汽輪機本身的零件很多，而且這些部件的構造也很復雜，在工作的時候都是以較高的速率來進行的，因此當振動現象發生的時候其原因也是一時無法獲知的。文章重點的分析了導致其振動的緣由和應對方法。

關鍵詞：汽輪機；振動；轉子；滑銷系統；軸承

1 關于汽輪機

（1）原理分析。具體工作原理是當來自于鍋爐中的蒸汽進入到汽輪機以后，蒸汽會按照一定次序經過機組內的噴嘴和動葉，同時將蒸汽本身的熱能逐步轉化為供汽輪機轉子旋轉的機械能。

（2）零件和相關設施。我們常見的汽輪機有兩個重要的構成部分，分別是轉子和靜子。其中葉輪和主軸等構成了轉子，而靜子指的是軸承以及汽封等等。因為設備在運轉的時候，它本身的氣溫和壓力都是比較高的，因此它被劃分為精密的裝置，常見的相關設備有鍋爐以及加熱設備等等。

（3）設備特征分析。在以前的時候我們常用復式蒸汽機，它的缺點是流速較慢，而且不能夠連續進行，除此之外其蒸汽的流量也很小。然而汽輪機的出現將這些問題很好的解決了。自從其開始大量的運用到工作之中后，許多的研究人員都開始分析它的安全性以及穩定性。隨著當前科技的高速發展，目前的設備在整體性方面已經很優秀了。

2 導致振動的原因

首先是氣流引發的。這種振動有兩大特點：一是應該出現較大量值的低頻分量；二是振動的增大受運行參數的影響明顯，且增大應該呈突發性，如負荷。其原因主要是由于葉片受不均衡的氣體來流沖擊就會發生汽流激振；對于大型機組，由于末級較長，氣體在葉片膨脹末端產生流道紊亂也可能發生汽流激振現象；軸封也可能發生汽流激振現象。第二是轉子熱導致的。這種振動的特點是振幅的變動與轉子本身的氣溫和蒸汽的數值之間有著較為緊密的關聯，一般出現在機組帶負載的時期，這時候轉子本身的氣溫會不斷的增高，材料收入導致變形，一倍頻振動增大，同時可能伴隨相位變化。由于引起了轉子彎曲變形而導致機組異常振動。第三是摩擦導致的。這種振動的顯著特點有三個。第一是因為轉子熱彎曲將產生新的不平衡力，因此振動信號的主頻仍為工頻，但是由于受到沖擊和一些非線性因數的影響，可能會出現少量分頻、倍頻和高頻分量，有時波形存在“削頂”現象。二是發生摩擦時，振動的幅值和相位都具有波動特性，波動持續時間可能比較長。摩擦嚴重時，幅值和相位不再波動，振幅會急劇增大。三是降速過臨界時的振動一般較正常升速時大，停機后轉子靜止時，測量大軸的晃度比原始值明顯增加。第四來自滑銷系統方面的問題。不管是什么樣的設備，當它的機組受熱之后都會出現變形，不過我們要控制這種變化，而滑銷系統就具有此功能。如果因為個別的原因導致該系統發生卡澀現象的話，此時就無法有效的控制變形，進而導致振動出現，有時還會導致死機等問題出現，其帶來的后果非常惡劣。這種現象的出現幾率非常大，所以在平時的工作中要對此高度的關注，認真分析。第五，來自活動零件方面的原因。在維護的時候假如有活動的零件進到設備中的話，在大面積的維護開啟設備之后，零件就會在氣流的影響下損壞葉片，進而導致問題引發振動。假如發電機里有這種零件的話，不僅會導致短路，同時還會導致振動不穩，此類問題一旦發生的話會給我們的診斷工作帶來很大的壓力。最后，來自設計和生產方面的問題。在設備生產的時候，因為精確性較差就會導致轉子的平衡性受到影響，進而引發振動。所以在生產的時候一定要確保裝配的品質，只有這樣才可以確保轉子運作正常。除了生產方面的原因，設計不合理也會導致問題發生。

3 振動引發的問題簡述

首先也是非常嚴重的一個問題就是端方的軸封破損。低壓端部軸封磨損可導致密封作用破壞，使空氣漏入低壓缸中，因而破壞真空高壓端部軸封磨損使高壓缸向外漏汽增大，導致轉子受熱進而出現形變。而且因為蒸汽的進入導致油膜受水干擾，進而導致軸瓦受損。因為蒸汽的損失還會對資金方面帶來一定的壓力。其次，隔板汽封磨損。假如隔板汽封磨損得太過嚴重的話，將使級間漏汽增大。增加轉子上的軸向力，引起推力瓦烏金溶化。第三，滑銷系統磨損。我們都知道滑銷體系設置的意義有兩方面，第一是為了使得設備固定，第二是為了在設備受熱的時候確保其能夠順利的變形。然而在系統無法正常工作的時候，變形就會隨之受影響，最終導致惡劣的后果。

4 安裝設備時常用預防振動現象的方法簡介

第一，汽缸及缸內部件中心找正。在安裝好氣缸之后，關鍵工作就變成了找準中心點，只有明確了中心點才可以確保設備運作穩定。在工作的時候要切實按照規定來開展。在安裝的時候要確保缸體的中點和隔套是在一個水平方向上，假如無法保持在一個水平線的話，就會導致設備運作時蒸汽泄露不勻，導致振動現象發生。

第二，做好軸系連接的平直和同心。當水平放的時候，轉子會因為本身的重力原因而發生靜撓曲，因此在安裝好轉子之后，它的中心線必須是平滑的曲線。假如該線的方位形態不一致的話，那么這些軸承本身的負載也是不完全一致的，因此要按照軸承的具體方位來明確曲線的實際方位。只有當整個轉子連在一起，呈一連續的光滑曲線，方能保證整個轉子平穩運行。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、臨街轉速也隨之而定。

另外，還要保證聯軸器法蘭外圓與軸頸同心，聯軸器法蘭止口或螺栓孔節圓同心，端面瓢偏，連接螺栓緊力對稱。否則，無論圓周和端面如何正確，都會造成軸系不同心和不平直，還會使轉子產生預載荷。當轉子處于旋轉狀態時，軸系同心度和平直度會直接產生振動的激振力，引起機組振動。

第三，認真的安裝軸承。我們常見的設備的軸承使用的都是可傾瓦的，它們的特征是穩定性非常好，而且能夠防止油膜振動。它可以自行的運動，柔性較好，能夠降低振動。在具體的安裝中，要確保軸承蓋子和瓦間的力合乎規定。

第四，保證軸承座的安裝質量。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。此處要特別注意的是：軸承座幾何中心必須與軸頸承力中心重合。

第五，正確安裝滑銷系統，務必調整好間隙。在一般情況下，設備在運作的時候，其缸體會因為較高的壓力以及氣溫的影響，發生膨脹。要想使這種膨脹能夠自行的進行，不對設備產生影響，所以我們設置了滑銷體系。它的出現能夠確保膨脹控制在合理范圍內。所以在安裝的時候一定要確保安裝正確，保證系統的間隙合理。

5 結束語

通過上文的分析我們得知汽輪機的振動現象是不能夠避免的。不過我們可以憑借自身的智慧將問題控制在合理的區間之內。這就要求我們的工作人員在工作的時候要認真的按照相關的規定來開展活動，而且要密切的關注機組動態，只有這樣才可以在最短的時間內發現問題，進而加以處理。除此之外，我們的檢修人員還要認真的開展好本職活動，在設備運行一段時間之后就要對其認真的檢測維護，只有這樣才可以確保設備的運行安全。

參考文獻

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