汽輪機安裝中幾種振動原因及預防對策

孫立勝

（山東電力建設第三工程有限公司，山東青島 266100）

工作人員在安裝汽輪機時需要掌握較高的技術水平，并且在實際操作過程中要克汽輪機內部結構的各種振動問題，同時有效地對其進行預防工作，進而確保汽輪機能夠穩定運行。

1.振動原因

汽輪機是當前各工廠所采用的重要專業設備之一，工作人員在實際的操作應用過程中可能會存在一些振動問題，從而導致其在運作過程中會對生產過程造成一定的影響。下文將對安裝汽輪機進行適當的分析，研究其發生振動的幾種原因[1]。

1.1 設備運行時間過長

對于汽輪機的安裝過程而言，該安裝過程是需要工作人員高度重視的，安裝操作所需的精度標準較高。汽輪機在實際的工作運行過程中，可以發現其各環節之間的協調運作難度不低，從而導致在安裝過程中若出現振動問題，其起因很難準確地判別出來。通過對大量汽輪機安裝工作的分析可知，其中較為常見的振動原因之一就是由于設備的運行時間過長，從而導致汽輪機內部的許多關鍵部位受到了嚴重的磨損，進而導致發生振動問題。因此工作人員在確保汽輪機的運行穩定和工作質量的前提下，需要對其運行時間進行適當調控，同時注意與其他設備之間的運行配合，對其內部的關鍵部位進行一定的維護和更換，從而避免由于長時間工作而導致其受到嚴重的磨損。

1.2 汽輪機組問題

由于安裝人員在實踐中過程中出現了不規范的安裝操作，從而會導致汽輪結構出現問題，從而引起機組振動強烈的情況發生。同時由于機主出現了強烈的震動問題，從而導致了后續安裝工作的質量嚴重下，進而形成了一種惡性循環，這就使得汽輪機在后續運行過程中會出現大量的故障問題。此外由于機輪機組的內部結構和原理所需的專業性較高，這就導致工作人員一旦出現了操作失誤，就會使整個機組內部結構穩定受到影響，進而不利于維修人員對其故障進行適當排查。

1.3 氣流激振

工作人員在安裝汽輪機的實際過程中，常常會出現一定的氣流轉換以及其轉子的溫度提升。而所出現的此類問題也會導致汽輪機出現一定的振動問題，并且通常是氣流激振而引起的。此類汽輪機振動問題的分析難度較高同時對其的預防工作也很難落實。工作人員若想全面的對其振動原因進行分析，就需要對汽輪機轉子進行拆解研究。若其輪機的振動現象過于激烈，則會導致計算機在后期的實際運行當中極易出現一定的安全隱患，因此工作人員需要注意汽輪機組在振動過程中是否其出現了氣流激振或者轉子加熱的情況。如安裝人員在汽輪機安裝過程中就出現了此類振動問題，則需要進行針對性處理，否則很容易導致該汽輪機組無法正常運行。

2.振動危害分析

2.1 軸承磨損

由于汽輪機振動則會導致其內部的軸承受到嚴重的損害，若處于低壓處的元件受到損壞，只會導致汽輪機的氣封性存在一定的問題，進而會導致大量外界空氣流入其內部的低壓結構當中。若工作人員無法有效的控制汽輪機的振動情況，都會導致內部的高壓端軸承出現嚴重的氣體泄漏，進而使得機組內部的部分區域溫度急劇上升，進而影響軸承表面隔膜的潤滑性，使軸承之間的磨損程度更為嚴重，甚至可能會導致機組內部的元件之間出現斷裂等情況，為了確保軸承穩定，國家對其振動情況有著嚴格的標準，如表1所示。

表1 軸承重振動標準（雙振幅，mm）

2.2 滑銷系統受到破壞

由于氣輪機出現各種振動問題，則會導致機組內部的滑銷系統受到一定影響，若汽輪機的滑銷系統受到破壞，則會影響其各方面的性能，從而使汽輪機各個結構之間無法有效的協調連接[2]。

2.3 勵磁機受損

為了確保汽輪機能夠穩定的發揮其應有的作用，工作人員需要重視機組在運行過程中所出現的各種振動問題，對其進行嚴加控制和預防，而在眾多的振動問題之中，機組振動是最為常見，也是最為復雜麻煩的，引起此類振動問題的原因更是難以準確的分析，其中勵磁機受損就是導致這一振動問題的重要因素之一。

2.4 元件摩擦

汽輪機出現的振動問題也與其內部元器件之間的摩擦有一定的關聯，一些較為常見的摩擦情況，如圖1所示。

摩擦振動的具體特點如下，一是，由于內部轉子由于摩擦從而導致溫度上升，使得轉子出現變形彎曲，從而時其收到一定的不平衡力而汽輪機內部的振動頻率與其存在一點差異，導致轉子收到嚴重的外界沖擊或其他因素帶來的不利影響，從而使的汽輪機出現嚴重的振動問題。二是，由于內部元器件之間出現摩擦，使其振動幅值出現變化，并且該變化不會自動恢復，同時元器件相位保持穩定，就對導致軸承的振動頻率得到顯著的提高。三是，對于汽輪機降速過程中，轉子所對應的軸承振動幅度出現顯著的提升。由于內部元件之間的摩擦程度較為嚴重，汽輪機可能會出現許多振動問題，從而使其無法正常的運行工作。

3.振動預防對策

3.1 汽輪機基礎質檢

為了有效的預防汽輪機出現振動問題，工作人員需要在安裝汽輪機之前對其進行相應的質檢工作。工作人員需要嚴格按照安裝圖紙來掌握汽輪機的內部整體構造，從而對其結構進行相應的受力分析，確定各結構所能承受的應力強度，最大程度的避免基礎沉降所引發的振動問題。對于實際的安裝過程而言，汽輪機的基礎結構質量將會嚴重影響其運行質量。因此工作人員在安裝基礎構件時需要防止汽輪機總體重量超出預期標準，導致底板出現下陷等問題，這樣可以進一步地降低按照汽輪機時出現振動問題的頻率[3]。

3.2 科學安裝軸承

為了避免汽輪機組出現振動問題，需要對其內部的轉子軸承進行相應的選擇，為了進一步的提升汽輪機內部結構的穩定，工作人員通常采用可傾瓦式軸承，如圖2所示。該軸承的搖擺性能較高，不僅可以有效的對所出現的振動情況進行吸收，同時還可以加強軸身自身的各種性能，如韌性、抗震性等。因此工作人員在實際的軸承安裝過程中需要重點關注其軸承之間的受力情況，嚴格按照設計圖紙的要求來進行安裝，若發現軸承之間的應力較大，則需要及時進行更換，否則會導致軸承出現異常的變形情況。此外，為了更好地對軸承進行位置調整需要確保軸承不為球形，進而提升軸承的靈活性。工作人員需要重點關注軸承之間的受力情況，若軸承受力不符合相應的要求，則會導致其出現一定的振動現象，從而軸承之間的連接將會受到一定的影響，進而出現更大的振動問題。因此工作人員需要利用專業設備來對軸承上方的螺栓進行反復固定，避免其松動而出現不當的振動問題。此外若汽輪機組內部的轉子在旋轉過程中出現了不平衡的情況，將會使得軸承墊塊承擔一定的離心力。由于軸承墊塊還需要承受自身的重量，其接觸面的受力將會導致不均勻，從而會引發振動現場。所以工作人員需要對其接觸面進行相應的受力點布設，從而有效地控制其受力面積，最大限度地降低軸承振動情況的發生。

圖2 傾瓦式軸承

3.3 軸承座

工作人員需要按照所提供的設計圖紙來對軸承座進行專業的安裝工作，嚴格按照圖紙要求進行各個環節的安裝工作，從而確保軸承座安裝質量符合預期要求，避免由于設計圖紙后期變更而使得軸承座安裝出現安全隱患。此外工作人員需要按照指定的參數來提高安裝的精準性，同時在工作過程中需要邊安裝邊測量其內部結構的各種參數。相關監管部門需要關注安裝過程的各個環節，從而使得軸承中心不會出現嚴重的偏移，最大限度地控制了汽輪機出現振動情況的頻率。為了更進一步確保企業軸承安裝質量需要在安裝過程中對各個結構進行準確的測，必須要確保軸承與軸承之間的幾何中心能夠緊密的結合在一起。

3.4 預防汽流激振

氣流激振也是較為常見的振動問題之一，通常可以表現為汽輪機的運行參數，對其振動情況有著一定的影響。通常是由于其內部的葉片受到了外界氣流的沖擊，從而導致氣流激振現象的出現。同時對于一些較大規模的機組而言，由于其葉片末尾的氣流引起了不均衡的外力，從而引發了更為嚴重的振動問題。而對氣流激振所引發的振動問題進行針對性的預防控制，整個過程是十分復雜的。首先，工作人員需要對汽輪機內部所出現的振動問題進行相應的分析，同時需要對各個機組之間的振動情況進行數據采樣，尤其是對于處于滿負荷狀態的機組而言，更需要其相關數據來為工作人員提供參考依據，同時工作人員需要根據所獲得的數據來繪制相應的曲線圖，利用該曲線來對其機組負荷進行調控。同時根據曲線變化來不斷調整汽輪機內部的各個結構。簡單來說就是，對汽輪機內部的氣流振動情況進行相應的分析，同時根據機組負荷變化來有效地規避氣流振蕩情況的發生。

3.5 控制摩擦振動

為了有效的解決摩擦所引起的振動問題，則需要對其摩擦系數進行有效的控制。工作人員可以在汽輪機內部的關鍵元件表面添加潤滑油。尤其是針對一些摩擦較為嚴重的區域需要重點處理，從而有效地控制其摩擦系數，進而降低摩擦振動對于汽輪機的影響。通常來說摩擦振動所對于汽輪機的質量會產生嚴重的影響，所以工作人員需要加大控制力度。對計算機內部結構需要進行定期的維護檢修，對存在摩擦現象的區域需要對其加以關注，避免由于軸承或其他關鍵器件之間的摩擦而導致其受損。

3.6 活動部件和斷葉片的安裝

工作人員需要對汽輪機的活動部件進行合理的安裝，避免將其設置于氣缸之中。許多活動部件可能會受其氣流的影響，從而導致葉片出現一定的損壞，進而會使得汽輪機組出現嚴重的振動情況。若工作人員在發電機內部安裝活動部件，則可能會導致其出現短路情況，進而影響整個機組的正常運作。同時若工作人員發現葉片出現一定的損壞，則需要對其進行更換，否則會影響汽輪機組內部的轉子質量，進而導致機組出現更為嚴重的振動情況，從而使其內部的轉子出現嚴重的相位偏移。因此工作人員需要對轉子進行相應的檢查工作，尤其是對于各種葉片來說，需要關注其外形是否出現裂痕，對出現問題的葉片需要及時的進行更換維修。

4.結語

安裝汽輪機所出現的振動問題是較為常見的，而且振動情況則會對汽輪機的正常運行造成一定的影響，進而導致其內部結構受到破壞或者無法正常運作，因此相關人員需要重視其汽輪機的振動情況，對其振動問題進行深入的分析，采取相應的處理手段，有效地降低其振動現象，從而提高汽輪機的工作質量，使其能夠發揮其應有的作用。