汽輪發電機異常振動的問題分析

秦玉書 朱 丹（哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

汽輪發電機異常振動的問題分析

秦玉書 朱 丹
（哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

摘 要：汽輪在發電時經常會出現異常振動的問題，在檢測分析時常會出現問題，影響判斷的準確性，在很大程度上影響機器的搶修，對機器造成一定程度的傷害。筆者就汽輪發電機的故障進行探討，并對造成異常振動的原因進行分析，提出相應的解決策略，以提高企業生產效率。

關鍵詞：汽輪發電機；異常振動；原因分析

1 汽輪發電機組的故障和診斷

在汽輪發電機的實際運作過程中常會出現汽輪發電機組故障，致使汽輪發電機組無法正常工作，汽輪發電機組的故障診斷指的是在汽輪發電機組無法正常運行的情況下，以相關的數據和信息為依據，對形成故障的原因進行分析判斷，提出相應的解決措施。

因此，對于汽輪機組的發電機異常振動，檢修人員需要具備豐富的現場知識，并具有一定的理論基礎和科學技術的分析能力，在發生故障時快速找出故障原因，制定處理方案，使異常振動現象得到解決。

2 汽輪發電機異常振動的原因分析

2.1 發電機轉子不對稱

風道堵塞以及匝間絕緣故障容易造成通風阻塞，轉子冷卻不同在徑向溫度上也存在差異，造成發電機轉子出現熱不均衡振動，由于冷卻液溫度低會造成振動頻率加快。氫氣作為冷卻介質溫度較低，豎直方向會存在較大的溫度差異。隨之氫氣溫度上升，徑向溫度差異隨之變小，因此，只要分析改動冷卻介質氫氣的進入溫度，就可以判斷出其內部是否存在冷卻問題。

同一相的線圈繞組匝之間由于在發生短路或是風道堵塞時會改變繞組溫度，經過絕緣結構傳給轉子，但轉子自身的溫度容量較大，與繞組相比變化速度相對較慢，振動隨著勵磁電流的變化發生正比變化，出現異常振動。

2.2 摩擦振動

摩擦振動是由于轉子發生熱彎曲形成不平衡力造成的，振動信號的主頻仍是工頻，但受一些非線性因素以及沖擊影響，振動信號也可能出現少量分頻﹑倍頻和高頻分量。發生摩擦振動時振動幅度和相位也會發生變化，出現波動。如摩擦嚴重相位就穩定，而振幅則會快速增大引起機組異常振動。在降速過臨界時振動一般都會較正常的升速大，停機后轉子靜止，測量大軸則會較原始值晃度明顯。摩擦會造成發電機組抖動﹑渦動等問題。動靜摩擦時轉子圓周上的各點摩擦程度不同，轉子徑向截面溫度也會相應不均勻，產生一個新的不平衡力影響轉子運作，引起汽輪發電機組的異常振動。

2.3 子線圈和線槽之間的滑動

汽輪發電機組中的轉子繞線組在槽內需要保持勻稱狀態，一旦這種勻稱平衡被打破，那么電線與槽楔間﹑邊側電線以及內壁之間都會發生被動的勻稱伸展，阻力較大的電線會在轉子的豎直方向產生作用力，阻礙轉子正常運轉甚至變形。轉子電流與其變形情況是呈正比的，這是因為電線在伸展時受到的阻力并不是持續的，繞線組的伸展也多是階躍的情況，轉子振動會引起一些部位發生突跳情況。如果繞線組的伸展受到較大的阻力，即便轉子電流較小也很難恢復到原有部位，汽輪發電機組的異常振動不會發生改善。

2.4 轉子熱變形

轉子熱變形也是造成汽輪發電機組異常振動的原因之一，受轉子熱變形的影響，振動振幅會成倍數增加，轉子溫和蒸汽參數也會受到影響，這種振動多是發生在汽輪發電機組冷態啟機定速后帶負荷階段。轉子溫度升高，材質內應力釋放會造成轉子熱變形，相位隨之發生變化，引起機組異常振動。轉子的熱變形多分為永久性彎曲和臨時性彎曲兩種，雖是兩種不同的故障，但是故障機理類似，都是轉子質量偏心引起的。

3 汽輪發電機組振動異常的問題處理

3.1 轉子存在熱彎曲的機組振動異常處理

針對受高壓轉子葉輪損壞或是高壓轉子熱彎曲影響造成的汽輪發電機振動異常，在機組檢修時首先要進行揭缸，對汽輪發電機的高壓轉子進行檢查，檢查其是否存在損壞或是彎曲，也就是檢查是否存在引起汽輪發電機組振動異常的因素，轉子是否存在裂紋。在檢查轉子后，就需要對一瓦和二瓦進行檢查，確保檢修后可以達到規定的標準，而后對一瓦軸頸處晃度進行檢修，確保其達到保證，如果情況允許，對于轉子也需要考慮作動平衡，這樣可以使得轉子存在熱彎曲的機組振動異常盡快解決，恢復汽輪發電機組的正常使用。

3.2 對軸頸晃度超標或是對輪螺栓強度不達標的處理

軸頸晃度超標或是對輪螺栓強度不達標都會造成汽輪發電機組的振動異常，對于這類問題，檢修人員需要在機組停止時，對其各階軸頸晃度進行檢查，要求在檢查處理后可以達到檢修規定的標準。在檢修過程中，如果發現有問題的對輪螺栓要及時更換，盡可能選取高強度對輪螺栓。在檢修完成后還需要進行軸系動平衡，這樣可以有效降低軸承振動，確保汽輪發電機組的穩定運行。

3.3 檢修后仍存在振動異常的處理

如果汽輪發電機組在檢修完成后仍存在振動異常的問題，那么就說明造成汽輪發電機組振動異常的原因較為復雜，這就要求檢修人員能夠隨機應變，針對不同的異常原因進行檢修，確保發電機組可以恢復正常。此外，檢修人員也可以適當提高瓦自身的位置，這樣可以有效解決各種異常情況，維持機器的正常運行。

結語

汽輪發電機組的振動異常是汽輪機運行過程中常見的問題，在進行故障排除時需要結合故障特征進行分析，確定故障原因后查看機組維修記錄，了解故障點零部件情況，對有問題的零部件及時更換調整。在進行汽輪發電機振動原因分析時還要求檢修人員具備良好的經驗，提高檢修人員的專業素質。只有做好汽輪發電機組的維修與保護，才可以確保機器的正常使用，提高企業生產效率，創造更大的經濟效益。

參考文獻

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