汽轮发电机组振动的影响因素分析

汽轮发电机组振动的影响因素分析
汽轮发电机组安装工程是工业安装工程中常见的关键工程，其安装质量的好坏关系到机组的稳定性及持续运行的力量，而机组的振动问题则是汽轮发电机组安装中最常见的问题。

一般而言，汽轮发电机组的振动有许多方面的缘由，既有设计制造方面的，又有安装和运行方面的缘由。

本文简洁分析汽轮发电机组振动产生的缘由，为今后汽轮发电机组的安装及检修做肯定的参考。

质量不平衡
汽轮发电机组是由汽轮机和发电机组成，通过轴承及端盖将汽轮机和发电机连接组装起来的，由汽轮机带动发电机转子在定子中高速旋转切割磁力线，从而产生感应电势[1]的设备机组。

因此当转子的质心与旋转中心不重合时，就会在运行的过程中形成了离心力，产生周期性的摇摆造成对轴承的压迫。

质量不平衡时不仅会产生振动，还会造成机组的整体磨损。

汽轮发电机组转子的质量不平衡产生的缘由一般有以下几方面：
1.1.由加工制造时机械加工精度不够和装配质量较差引起的原始不平衡。

1.2.转子发生热弯曲.此时不但引起振动，还很有可能引起汽轮机动静部件之间的摩擦。

因转子热弯产生的振动表现为显著的轴向振动。

尤其当通过临界转速时，其轴向振幅增
大得更为明显。

1.3.转动部件飞脱、松动。

机组在转动过程中，若叶片、围带、拉金以及平衡质量块产生飞脱，以及护环、转子线圈、槽楔、联轴器等产生松动，均会使汽轮发电机组产生振动。

所以，在制造时，汽轮发电机转子在装配时每装配一级叶片都应对该级叶片进行动平衡试验，整个转子装配完成后在出厂之前还应当对整个转子进行低速和高速动平衡，以确保转子的不平衡量在一个合格的范围内。

在安装、修理时，要特殊留意转动部件连接的坚固性，确保转动部件与轴的连接强度在要求的范围内，避开运转时飞脱及松动。

在试运转时，要留意轴承的升温及振幅，准时排解影响因素及安装问题。

不得在消失特别时任由轴承升温及振动而不停车，造成机组损坏。

机组安装坐标系偏差
汽轮机组有多个部件组装而成，各部件反映在坐标系上的相对位置应是确定的。

而在详细安装时，因设备的制作精度、设备基础质量、安装施工工艺等众多因素的影响，各部件的实际安装位置或多或少都存在肯定偏差，因此机组运行时的状态也会与理论状态不全都。

而当机组的支撑转子各轴承的标高、转子与汽缸或定子的同心度、轴系连接的同心度和平直度等偏差超过肯定范围时，就有可能造成机组的振动。

2.1.轴承标高
发电机组由汽轮机及发电机两端的轴承支撑，若汽轮机
和发电机两端轴承标高或者是汽轮机与发电机轴标高不在一个合理的范围内，则会导致轴承两端的受力不匀称。

受力小的一端，轴瓦内油膜形成不好或者无法建立油膜，从而导致机组自激振动、油膜振动和汽流激振等；受力大的一端，摩擦力增大，起热速度过快，则将引起轴瓦乌金温度上升，而当轴瓦乌金温度上升到肯定值时，就会因受热膨胀产生碾瓦现象，引起机组的振动。

2.2.转子与汽缸或定子的同心度
转子在汽缸和定子内做高速转动要受到蒸汽阻力、电磁场及轴承摩擦等阻力，假如转子与汽缸或定子的同心度偏差过大，则转子在圆周内的受力就会变得不匀称，引起汽流激振、电磁激振和动静碰磨。

若碰磨发生在转轴处，则会使转子发生热弯曲而引起不稳定一般强迫振动[2]。

2.3.轴系连接的同心度和平直度
当联轴器法兰外圆与轴颈不同心、联轴器法兰止口或螺栓孔节圆不同心、端面飘偏、连接螺丝紧力明显不对称时，不论圆周和端面如何正确，当把连接螺栓拧紧后，都会使连接轴系不同心和不平直，还会使转子产生预载荷。

当转子处于旋转状态时，轴系同心度和平直度会直接产生振动的激振力，引起机组振动。

另外，靠背轮安装不正确，中心没找准，也会产生振动，此振动随负荷增加而增加。

机组本身特性
3.1.轴承自身物理特性
轴承自身特性对机组振动的影响主要包括轴瓦紧力、顶
隙和连接刚度等几个方面。

轴瓦紧力和顶隙主要影响轴承的稳定性，假如轴承的稳定性太差，在外界因素的影响下简单使机组振动超标。

轴承的连接状况主要对轴承刚度产生影响，若轴承刚度不够，在同样大小的激振力下引起的振动较大，所以必需将轴承各连接螺栓拧紧，在现场常常发觉由于连接螺栓未拧紧而引起振动的现象。

3.2.动静间隙
汽轮机转子与汽缸和轴封之间以及发电机转子与静子之间都存在肯定的间隙，当间隙的大小处在规定的范围内时，机组才能正常运行。

当汽轮机转子与汽缸之间的间隙过大时，汽轮机内效率会降低；当汽轮机与轴封之间的间隙过大时，可能引起蒸汽外漏或者空气内漏，从而影响机组的效率和真空度；当发电机转子与静子之间的间隙过大时同样会影响发电机的效率。

但是，它们之间的间隙又不能过小，否则将引起动静碰磨，进而会使机组的振动变化，以至于机组的振动超标。

因此合理调整隔板汽封、端部汽封以及发电机转子与静子之间的间隙是特别重要的。