汽輪發(fā)電機(jī)組的振動分析處理

摘 要：對于汽輪發(fā)電機(jī)組而言，振動的產(chǎn)生將對其整個(gè)機(jī)械設(shè)備的使用壽命及老化程度產(chǎn)生不可忽視的重要影響。這在很大程度上則會降低汽輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益，不利于其長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。在汽輪發(fā)電機(jī)組作業(yè)過程中，可以說從制造、安裝及運(yùn)行等多個(gè)環(huán)境都存在著影響汽輪發(fā)電機(jī)組振動產(chǎn)生的因素，所以在實(shí)際作業(yè)中，必須重視這些影響因素，針對運(yùn)行過程中存在的一系列問題提出合理化的解決方案，以便更好地處理汽輪發(fā)電機(jī)組的振動問題，推動其汽輪發(fā)電機(jī)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)；振動分析；處理

1 汽輪發(fā)電機(jī)的概念

汽輪發(fā)電機(jī)作為機(jī)械能轉(zhuǎn)化電能的重要機(jī)械設(shè)備之一，其構(gòu)成主要是由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、軸承等部件組成。工作原理主要是利用汽輪機(jī)的巨大動能，將轉(zhuǎn)子固定在高速旋轉(zhuǎn)裝置中，然后進(jìn)行切割使其產(chǎn)生的機(jī)械運(yùn)動可以轉(zhuǎn)化為電能，然后再經(jīng)過端子引出重新回到連接的線路過程中，這樣就會產(chǎn)生極強(qiáng)的電流。但是在汽輪發(fā)電機(jī)在整個(gè)機(jī)械運(yùn)動過程中難免會因外界因素而使其出現(xiàn)各種問題，影響機(jī)械振動的頻率，一旦發(fā)生機(jī)械振動故障的現(xiàn)象，則會對整個(gè)汽輪機(jī)的機(jī)械作業(yè)產(chǎn)生影響，嚴(yán)重的將威脅到操作者的人身安全，所以汽輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中要對其機(jī)械設(shè)備的振動現(xiàn)象進(jìn)行嚴(yán)格的審查，防止危害的發(fā)生。

2 汽輪發(fā)電機(jī)組異常振動的巨大危害

汽輪發(fā)電機(jī)組異常振動大的危害主要是造成機(jī)組各種零部件被迫承擔(dān)巨大動應(yīng)力，導(dǎo)致機(jī)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(jī)械的固件變得松弛，會導(dǎo)致汽缸中分面等處的蒸汽泄漏；使得汽輪機(jī)軸承嚴(yán)重?fù)p傷，也可能造成主軸產(chǎn)生彎曲等現(xiàn)象。通常來講汽輪發(fā)電機(jī)組異常振動的幅度沒有超越規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)算是正常的振動，一下談到的振動是汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動中振幅較正常大的多。尤其是大到超過允許標(biāo)準(zhǔn)范圍的振動視為異常振動。對此剛剛安裝以及經(jīng)過檢修后的汽輪發(fā)電機(jī)組，要求必須試運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)，如果經(jīng)常沒有所說的異常震動才能運(yùn)行生產(chǎn)。

3 汽輪發(fā)電機(jī)組異常振動幾種常見情況

機(jī)械振動有各種各樣因素造成，依照震動產(chǎn)生的原因可分為：機(jī)組軸振動大致分為強(qiáng)迫性振動和自激性振動。強(qiáng)迫性振動是由于旋轉(zhuǎn)機(jī)械在外力作用下產(chǎn)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(shí)候明顯強(qiáng)大時(shí)，或者受作用的外力的頻率和旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)的某一本來的頻率相同或十分接近后，其振動的幅值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越固有的限值，那么異常振動現(xiàn)象就會發(fā)作。發(fā)電機(jī)組工作時(shí)常常產(chǎn)生的強(qiáng)迫振動一般有轉(zhuǎn)子不平衡、共性振動、機(jī)械鏈接松動、電磁激振等造成。所謂的自激振動是旋轉(zhuǎn)機(jī)械本身就有的振動，當(dāng)振幅過大時(shí)其實(shí)也是異常振動，應(yīng)當(dāng)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 關(guān)于汽輪發(fā)電機(jī)組振動因素的分析

從某種意義上來講，影響汽輪發(fā)電機(jī)組振動的原因有很多，下面就常見的幾種因素進(jìn)行詳細(xì)的分析與總結(jié)，希望可以為相關(guān)工作者提供一定的參考意見。

第一，機(jī)械設(shè)備對其振動所產(chǎn)生的影響。機(jī)械設(shè)備作為汽輪發(fā)電機(jī)的重要組成部件，對振動的影響是極其重要的，設(shè)備的穩(wěn)定性將對整個(gè)振動過程中的頻率極其周期有著不可忽視的影響作用。通常情況下，在汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組運(yùn)行的過程中，轉(zhuǎn)子在設(shè)備中轉(zhuǎn)載的速度會受到機(jī)械設(shè)備螺絲組件的影響，當(dāng)機(jī)械設(shè)備螺絲組件出現(xiàn)松動等現(xiàn)象的時(shí)候，轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)速度就會延續(xù)，長期以往就會對機(jī)器設(shè)備底座產(chǎn)生影響，使其出現(xiàn)松動，嚴(yán)重時(shí)則會出現(xiàn)裂縫。當(dāng)這種情況得不到有效的解決或者是抑制的時(shí)候，就會對汽輪機(jī)葉片產(chǎn)生影響，最終影響針對振動頻率，使其出現(xiàn)故障。

第二，對保安器的誤操作現(xiàn)象也會影響汽輪發(fā)電機(jī)的振動。當(dāng)軸承裝置出現(xiàn)各種不同程度的磨損時(shí)，導(dǎo)致其滑銷的磨損，進(jìn)一步加劇磨損程度，使得汽輪機(jī)機(jī)組在運(yùn)行過程中由于受熱不均，而出現(xiàn)局部高溫?zé)崤蛎浀默F(xiàn)象，這樣將嚴(yán)重影響汽輪發(fā)電機(jī)組的有效運(yùn)行，從而影響振動。

5 汽輪發(fā)電機(jī)組異常振動產(chǎn)生原因

5.1 汽輪發(fā)電機(jī)組臨界轉(zhuǎn)速

所謂臨界轉(zhuǎn)速就是能使汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子發(fā)生強(qiáng)烈振動的轉(zhuǎn)速，為了能讓汽輪發(fā)電機(jī)組正常工作或避免其系統(tǒng)因振動而受到損壞，轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速要盡可能的避開臨界轉(zhuǎn)速，工作轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一旦到達(dá)或者接近臨界轉(zhuǎn)速后，就會產(chǎn)生共振，這是產(chǎn)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(zhuǎn)速必須避開工作轉(zhuǎn)速的±10%以上。

5.2 汽輪發(fā)電機(jī)組軸承特性

滑動軸承作為汽輪發(fā)電機(jī)組的重要組成部件，其特點(diǎn)主要是精度高、負(fù)載重、低速安全可靠。滑動軸承在摩擦過程中由于結(jié)構(gòu)簡單，抗震性能比較好，所以在轉(zhuǎn)子運(yùn)行中起到了至關(guān)重要的作用。但是也存在著許多的不足有待我們做出合理化的解決措施，則是運(yùn)行中摩擦系數(shù)較大、發(fā)熱頻率較高，所以必須采取有效的措施加以預(yù)防，通常情況下可以使用潤滑劑進(jìn)行處理，這樣就會減少其阻力，而且還不會對其振動產(chǎn)生影響，是目前比較好的一種處理方式。

5.3 汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子動平衡質(zhì)量

轉(zhuǎn)子平衡作為汽輪發(fā)電機(jī)組的重要組成部件，對整個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中的質(zhì)量有著不可忽視的重要影響。一旦轉(zhuǎn)子平衡出現(xiàn)問題將對汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生影響，其中轉(zhuǎn)子平衡值將隨著平衡量的大小而上下浮動，一定程度上是保持著正比例的關(guān)系作業(yè)模式，要是振動過程中數(shù)值不斷變化或者是持續(xù)上升，下降都將對整個(gè)轉(zhuǎn)子平衡產(chǎn)生影響。所以，在汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中，要對轉(zhuǎn)子平衡進(jìn)行嚴(yán)格把控，避免其出現(xiàn)問題。

6 關(guān)于勵(lì)磁電流試驗(yàn)及其相關(guān)試驗(yàn)的分析

通過相應(yīng)地實(shí)驗(yàn)測試可以有效的降低振動故障的發(fā)生。下面就其試驗(yàn)的具體方法進(jìn)行詳細(xì)的分析與總結(jié)。在汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的振動測試中可以采用勵(lì)磁電流試驗(yàn)的方式對其振動效果進(jìn)行研究分析，當(dāng)采取此試驗(yàn)方法的同時(shí)，當(dāng)勵(lì)磁電流突然斷開時(shí)，這說明汽輪發(fā)電機(jī)組的振動出現(xiàn)了故障，其原因大多數(shù)情況下是由電氣因素所導(dǎo)致的，其勵(lì)磁電流的不斷增加，振動數(shù)值也會隨之加大，進(jìn)而使得轉(zhuǎn)子因素在運(yùn)行中出現(xiàn)極其不穩(wěn)定的情況。通過這個(gè)試驗(yàn)，我們可以清晰地了解到在實(shí)際運(yùn)行中轉(zhuǎn)子質(zhì)量與振動兩者之間在很大程度上存在著一定的必然聯(lián)系。所以要解決好汽輪發(fā)電機(jī)組的振動就必須保障轉(zhuǎn)子的質(zhì)量，降低其振動的風(fēng)險(xiǎn)因素，這樣才能保障振動的正常頻率，保證其汽輪發(fā)電機(jī)組的有效運(yùn)行。

7 結(jié)束語

從上面的分析得知，汽輪發(fā)電機(jī)組作為我國工業(yè)建設(shè)發(fā)展的重要影響因素，對其工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著不可忽視的重要影響。所以在具體的實(shí)際運(yùn)行中，必須針對汽輪發(fā)電機(jī)組存在的一系列問題進(jìn)行嚴(yán)格的分析與總結(jié)，尤其是汽輪發(fā)電機(jī)組的振動現(xiàn)象，同時(shí)不斷提高操作人員的專業(yè)技術(shù)水平，在整個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)作業(yè)過程中，操作人員不僅要熟練掌握相關(guān)的理論知識，還要對其實(shí)際操作有著嫻熟的操作技巧和方法，這樣才能在人為上避免操作失誤，保證汽輪發(fā)電機(jī)組的有效運(yùn)行。此外，可以借鑒國外相關(guān)的管理技術(shù)及操作方法，針對振動所產(chǎn)生的各種原因提出合理化的解決方案，從而提供汽輪發(fā)電機(jī)組的工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]吳景豐.汽輪發(fā)電機(jī)組常見振動故障診斷的研究[D].大連理工大學(xué)，2014.

[2]和雄偉.汽輪發(fā)電機(jī)組振動故障分析與預(yù)防研究[D].華北電力大學(xué)，2014.

[3]翁志剛，韓慶林，王宇，等.汽輪發(fā)電機(jī)組的振動特征及原因分析[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，2：288-293.