汽輪發電機振動原因分析及安裝過程控制措施

李曉慧

（大慶石化建設有限公司，黑龍江大慶 163000）

0 引言

汽輪發電機作為現代發電企業重要的動力機械，長期處在高溫高壓及高速轉動的工作環境下，是一種特殊的精密動力儀器設備。汽輪發電機是發電機組動力設備中的重要組成部分，對發電機組的安全穩定運行有重要影響。汽輪發電機在生產運行過程中振動原因較為復雜，要減少振動，降低振動故障原因帶來的影響，就要根據實際情況嚴格把控安裝質量關，對振動原因進行嚴密分析，采取有效措施進行控制，提高安裝效率和發電過程中的安全穩定運行。

1 汽輪發電機異常振動的危害

汽輪發電機振動主要分為扭轉、橫向以及軸向振動3 種，如若汽輪發電機振動超過標準范圍，會嚴重危害到汽輪發電機組，具體原因如下：①汽輪機葉片由于應力過高而導致疲勞折斷損壞；②地腳螺栓松動或斷裂，機組部件連接部位發生松動；③緊固螺釘松動或斷裂，軸瓦烏金破損；④機座二次澆灌體基礎出現裂縫，松動；⑤加快勵磁機碳刷以及整流子的磨損速度；⑥危機保安器出現誤判；⑦滑銷出現磨損，情況嚴重的還會導致機組出現熱膨脹，引發嚴重的安全事故；⑧通流部分的軸封裝置出現磨損，情況嚴重的還會導致主軸出現彎曲等。

由于汽輪發動機振動較為復雜，導致其振動的原因也較多，如油質、油溫、進汽參數等與發電機相關的任一介質或設備均有可能會導致汽輪發電機發生振動，所以，要想解決汽輪發電機振動的問題，必須要查明振動原因，并采取針對性的控制措施。

2 汽輪發電機振動原因分析

汽輪發電機發生振動的現象是不可避免的，振動的原因較多，通過分析引發振動產生的原因，才能采取有效措施預防振動的發生，對振動現象進行控制，將振動的概率降到最小。現從以下3 方面對振動原因進行分析。

2.1 基礎下沉引起安裝振動

汽輪發電機的基礎對安裝過程中的穩定性有重要影響，如果在對基礎進行建設時未根據實際情況采取有效措施進行穩固，將對發電機的安裝產生不良影響。在汽輪發動機安裝過程中，由于基礎的不穩固，沙漿的墊塊在澆筑時質量不符合要求，進行二次澆筑時存在不密實的情況而導致留有間隙，或地形地質等原因而出現的基礎下沉現象，容易引起汽輪發電機組軸系中心出現偏移現象，引起安裝過程中的振動。

2.2 轉子運行不良導致振動值大

在實際安裝過程中，轉子作為汽輪發電機的重要部位，在安裝過程中加大對其關注能夠促進安裝的順利進行。轉子的不良表現在：轉子在運行過程中由于技術人員的忽視而導致不良，轉子處于偏心狀態而出現氣隙不等情況，轉子運行過程中出現彎曲狀態。具體原因有以下3 點：①在轉子運行過程中，技術人員由于忽視動平衡的記錄現象，對平衡塊出現問題未能及時發現，同時，對輪飄偏移或者同心出現不良現象未能及時處理，大軸彎曲不良及動葉、平衡松動問題等會導致安裝過程中汽輪發電機振動；②轉子在運行過程中處于定子內時發生偏心現象，導致氣體間隙不相等，當轉子表面磁拉力出現總和不是零的現象時，就會出現單邊磁拉力的現象，這一情況導致安裝過程中機組的振動現象；③安裝前未對轉子進行仔細檢查，存在轉子彎曲的現象也易導致振動情況的發生。當運行過程中，盤車投入不當，閥門未進行檢查而出現不嚴實現象時，會出現氣缸內漏入蒸汽的現象，從而導致轉子大軸的彎曲，出現振動現象。

2.3 其他情況引起的振動

在汽輪發電機安裝過程中，振動現象發生的其他原因主要包括對輪中心調整不佳，鉸孔質量較差，動靜之間的空隙不符合要求，滑銷系統運行不良及外加應力的作用下導致的振動現象。具體原因有以下5 點：①對輪中心在調整過程中效果不佳，從而引起聯軸器出現偏離中心現象，發生振動；②在鉸孔質量較差的情況下，對輪連接螺栓配重和緊固的情況不能滿足安裝要求，加上對輪連接過程中圓周晃動變化值超出說明范圍，導致振動現象發生；③在進行安裝過程中，汽封、軸向及油檔間隙由于不滿足要求而出現動靜之間摩擦的現象，從而致使振動現象出現；④由于滑銷系統出現卡澀現象，機組的膨脹出現不暢通現象，軸系中心發生偏移，而引起振動現象；⑤外加應力作用而導致對輪中心發生偏移現象，從而導致振動現象，這一過程是由于凝汽器連缸、基礎灌漿等作用下而發生的外加應力現象。

3 預防汽輪發電機振動的具體措施

針對汽輪發電機振動的原因進行分析，結合自身動設備安裝工程實踐工作經驗，認為發電機振動故障可從以下5 方面著手采取控制措施。

3.1 基礎安裝注意事項

進行事前控制，在對汽輪發電機組進行安裝前，做好基礎施工檢查工作，確保基礎建設的平衡性和穩定性，從而加強機組安裝的穩固，減少振動現象的發生。在實際施工過程中，需對施工單位進行嚴格監督，督促其按照設計要求和施工圖紙進行施工，制定切實可行的施工方案，不得隨意更改施工工序和施工方法，若根據實際情況確實需要更改的，需提出通過設計團隊進行研究討論后方可進行。施工完成后的基礎，要對其進行定期檢查，以確定是否由于施工原因或是自然環境地形條件因素而導致下沉現象，采取有效措施進行處理。對基礎的建設過程中，根據實際情況適當地增加墊鐵的數量和質量，通過調整配方提高墊鐵的配置質量，減少臺板之間的間隙，在臺板的拐角處裝上螺絲頂。注重對墊塊進行灌漿，尤其要注意配制砼的比例控制和施工質量，避免澆灌部位不密實而導致間隙的出現，減少孔洞、氣坑和砂石分離的現象。

3.2 轉子安裝注意事項

轉子在安裝前，需要進行驗收，對轉子進行仔細檢查，避免出現安裝質量不合格的設備。主要檢查以下5 方面：①對轉子動平衡記錄進行查看，發現異常現象需進行及時調整；②登記平衡塊的位置，對照產品說明書并與廠家聯系與出廠記錄進行核準；③對轉子對輪的飄偏和圓周晃動情況進行測量，避免出現對輪偏心現象；④對大軸的彎曲情況進行測量，以查看其是否出現異常；⑤根據轉子情況對動葉、平衡塊的松動情況及圍帶的松緊情況進行檢查。對以上部位進行檢查后如發現導致振動現象的問題，需要及時溝通，并采取有效措施進行預防。

需要對轉子彎曲進行預防，可采取以下措施：①在對吹管進行臨時制定時，須防止蒸汽漏入汽缸，對軸封體采取必要措施；②在對機組進行整套啟動時，或者試運行過程中，須保證盤車裝置隨時作業狀態；③當出現緊急停機現象時，須根據實際情況對手動盤車進行180°的盤動，盤動的時間間隔為1 次/30 min；④在試運行過程中，需及時檢查運行狀態，杜絕出現盤車跳閘，蒸汽漏入汽缸現象的發生而導致彎曲現象；⑤對檢查過程中發現彎曲現象，及時采取措施進行處理，避免出現強行運行現象。

3.3 軸承安裝注意事項

汽輪發電機的軸承在訂貨時，要選擇信譽可靠并且質量過關利于長期穩定運行的軸承，以確保安裝和使用過程中的穩定性，同時大型機組的高中壓軸承需采用自位能力較好的軸承。在軸承安裝前，要首先對汽輪發電機組的軸承內孔直徑等各項指標尺寸進行檢查，以保證其與設計尺寸相符；在安裝過程中要注意軸承兩端的標高在合理的范圍內，避免軸承兩端負荷分配不合理引發摩擦加巨；根據實際情況和廠家生產的允許偏差范圍內，可對軸承進行修刮，減少頂部間隙來達到提高軸承穩定性的目的。

3.4 調整對輪中心注意事項

對輪中心進行調整時，需要根據現場安裝實際情況對其進行預防，主要做到以下3 點：①調整時，需要根據廠家設計和生產的要求對對輪中心進行調整，保證同心度與平直度符合安裝要求，以避免出現偏離現象；②根據現場氣溫、氣壓等實際環境要素對對輪中心進行調整，提高調整效率；③對輪中心在調整過程中，需以其熱態運行工況軸系實際狀況為目標進行調整，這個過程中的注意因素為汽缸、軸承座膨脹情況，凝汽器正常等。

3.5 動靜間隙調整注意事項

發電機轉子與定子之間，汽輪機轉子與軸封和汽缸之間都存在間隙，間隙過大會影響發電機的工作效率，間隙過小會引起動靜摩擦，加劇發電機的振動幅度，致使發電機機組的振動超標，因此合理調整動靜間隙是非常重要的。在對動靜間隙進行調整的過程中，需要注意以下事項：①需保證汽封、油檔間隙等在允許的范圍內運行；②汽封間隙調整前應檢查汽封塊背弧彈簧片彈性狀態是否良好，汽封塊退讓間隙、汽封圈環段間隙要滿足熱態膨脹要求；③在安裝過程中要嚴格軸系對中，避免對中不良引起轉子偏磨故障；④轉子中心有高差要求的，汽封、油擋間隙、發電機風擋間隙調整時轉子所在位置必須予以考慮。

4 結束語

導致汽輪發電機振動的原因非常多，如汽輪發電機在安裝過程中由于基礎不穩定、下沉，轉子運行不良及對輪中心調整不佳，軸承自身穩定性差，軸承標高不符合要求，鉸孔質量較差，動靜之間的空隙不符合要求，滑銷系統運行不良和外加應力的作用而導致安裝振動現象的發生。所以，在安裝汽輪發電機前，工作人員采取必要的措施來有效避免以上現象對機組安裝造成的振動影響，并在作業過程中做到有的放矢，做好發電機的振動控制工作，避免不具備啟動條件強行啟動現象，從而全面提高汽輪發電機組的安裝和使用效率。