关于汽轮机振动的分析原因

关于汽轮机振动的分析原因
摘要：汽轮机安装具有一定的技术性，有一定难度，实际的安装操作中必须积
极克服机组振动问题，掌握汽轮机的安装技术，控制安装中的振动问题，才能确
保汽轮机的安全使用，提高其运行效率，从而支持其正常功能的发挥。

关键词：汽轮机振动；原因；措施
1汽轮机的概述
1.1工作原理
汽轮机的使用主要是在蒸汽设备的作用下，对蒸汽进行挤压，在经过汽轮机
时会通过轮换的作用来实现转换，蒸汽机组本身缺少汽轮机设备转换的要素，所
以在汽轮机组内进行热交换后才能够逐渐转变成可供机械生产应用的机械能。

而
蒸汽汽轮机，主要指的是汽轮内的蒸汽技能型膨胀做功后，一部分蒸汽从轴封部
分漏出，其余部分全部进入到凝汽器中，凝结成水，提高汽轮机的热效率，减少
排气缸的直径尺寸，然后将已经做功的蒸汽抽回到回热加热器中，此种蒸汽机，
也被称为凝汽汽轮机。

制造商利用汽轮机带离心压缩机的工作原理，在打开闸门
后实行对机组运行状态进行检测，来得到汽轮机带离心压缩机的实际运行参数，
进一步分析完成逆功率保护。

这对于汽轮机机组的调节是非常重要的，利用同步
汽轮机带离心压缩机给机组提供动力的前提来进行检测，促进机组整体运行效率
的提高，给汽轮机的工作提供重要的帮助。

1.2汽轮机的特点
同以往的蒸汽机相比，汽轮机在机械生产中具有更多的优势。

结合机械汽轮
机的运用来提升整体设备的功耗，对单位面积热能的转化有着很大的帮助。

因此
汽轮机能够在功率的提升方面甩开蒸汽机很大一部分。

就汽轮机的运用进行分析，从整体上带动汽轮机运作环境温度的提升，能够在很大程度上提高热转化的效率。

从汽轮机出现以来，越来越多的工作人员开始将汽轮机的运作放在机械生产的首
要位置。

伴随着科学技术手段的提高，汽轮机已经广泛应用到社会生产中。

2汽轮机发生振动的原因
2.1低压缸动静碰磨引起的振动
低压缸的问题也是导致轴承异常振动的主要因素，在低压缸的检测中发现，
低压缸的动静碰磨问题是导致低压缸的蒸汽参数过低的直接原因，具体原因如下：①低压缸的汽封径向之间存在的间隙过小。

②汽轮机的低压轴封出现了进水现象。

③随着排气温度过低，导致汽轮机低压缸内部的真空情况过高，使得非落地的轴承标高出现变化，造成轴承受力不均匀，发生严重摩擦。

2.2机组运行效率下降
在汽轮机机组的运行过程中，影响汽轮机正常运行的原因有，蒸汽参数、汽
轮机状态参数、油系统参数、各辅机的运行状态等，由于空间结构中的转子运作
不稳定，或者中间的结构动荡，导致机组振动频率大幅度提高，对于汽轮机的运
作都是非常不利的。

或者转子受到外力的作用而产生偏移，不与气缸处于同一位置，机组在正常运行的温度下保持同心利用，就会导致缝隙的产生。

机组运作振
动频率大幅度提高。

2.3转子热弯曲产生
在转子的运作时，由于温度的变化也会导致振动频率的增加。

而转子的温度
和蒸汽运行的效率有着密切的联系。

大部分的设备在机组正常运行的基础上产生
一定的负荷，导致整体设备温度的提高，并且材料的受力导致转子的变化，整体
温度大幅度提升。

此时弯曲位置的孔道受到平衡结构的作用，造成临界温度的运
行效率发生转变。

2.4摩擦振动
在进行转子的摩擦振动时，可以通过振动信号的变化来实现主频率的变动，
所以对于部分位置可能会受到压力的影响而产生某些变化，这对于转子振动频率
的转变来讲是非常重要的。

因为在某些情况下可能会导致数据的线性变化。

在振
动频率的变动时，可能会产生某些幅度较大的波动，给转子的热弯曲带来很大的
影响。

因为转子摩擦都会产生一定的热量，振动导致的波动变化会造成转子弯曲。

3汽轮机安装中振动的危害分析
3.1端部轴封磨损
位于低压处的轴承如果受损，则将导致设备的整体气密性不佳，使得大量空
气深入低压缸设备，如果无法有效控制振动，则将造成真空高压端部轴有大量的
气体泄漏，从而导致机组局部由于过度受热而变弯，也影响轴系的表层膜，使得
其润滑度下降，加剧磨损，严重时会导致轴瓦乌金发生熔断问题。

而且漏气所造
成的损失也迅速上升。

3.2励磁机局部变松、受损
汽轮机机组只有常规运行才能确保其各项功能稳定地发挥，相反，如果机组
运行中出现非正常的振动现象，则需要严格加以控制，众多的振动问题中，机组
振动最为复杂、难以解决，导致此问题的原因也相对复杂，其中励磁机局部部件
变松、受损等也是造成汽轮机振动的一大成因。

汽轮机组安装中出现振动现象的
成因也相对复杂，振动所形成的破坏与危害也较大，可能影响汽轮机自身的运行，甚至导致整个汽轮机滞缓工作，为了解决汽轮机振动，就要分析振动成因，而且
采取有效措施来解除振动。

4汽轮机振动原因与预防对策研究
4.1基础不稳，精细检查
汽轮机安装前必须做好基础质检、核查工作，应该对地基进行检查，具体需
要参照设计图来掌握其基础结构，而且要做好受力分析，确定基础强度，防止由
于基础沉降带来的故障问题。

实际的汽轮机安装时，基础安装质量会极大地影响
其运行稳定性，所以，安装基础时要防止由于汽轮机过重而造成的底板沉陷问题，这样才能防治汽轮机安装时的振动问题，也能控制柜其底部空洞故障的出现。

4.2科学安装轴承
为了防止汽轮机油膜发生振荡，则要注意汽轮机转子轴承的选配，一般选择
可倾瓦式，这样能够提升汽轮机稳定性。

可倾瓦式轴承具有自由摇摆功能，一方
面有效地吸收了振动，另一方面也提升了轴承自身的柔度、韧性，提升其抗震性。

实际的轴承安装过程中，应该重点关注发挥支持功效的轴瓦和轴承盖二者间的紧力，确保其达到设计图的规定，当发现紧力较大，则将导致轴承盖变形，相反，
轴承若为球形，则将影响其调位的灵活性，相反，假设所设紧力达不到规定标准，则将造成轴承振动，而且其自身所承担的连接经历也将影响刚度，刚度不合格则
将出现更大的振动，对此则要反复检查用来链接轴承的螺栓，要多次拧紧，防止
由于松动造成的振动。

轴承垫块是一个关键部件，转子旋转中，如果发生任何不
平衡现象则将出现离心力，需要垫块承受，也要承受来自于自身的体重，基于轴
承垫块特殊性，就要尽量让其均匀承重，垫块的接触面一般需要达到其自身的70%，而且要均匀布设接触点，这样才能控制接触不均匀所导致的轴承振动问题。

4.3轴承座
为了确保轴承座安装质量，就必须切实遵照设计图来进行，逐步依照图纸来
进行施工操作，这样才能从根本上确保安装质量，防止因为设计变更所造成的安
装问题。

而且要严格依照设计参数来精准安装，一边安装一边测量，得出多组数据、多个安装结果后再求得平均值，严格监督每一个安装步骤，确保其精度，而
且必须控制轴承集合中心发生偏移，从而有效控制汽轮机工作中的振动问题，实
际的轴承座安装必须准确地加以测量，确保安装进度，确保轴承的几何中心同轴
承中心二者之间能够密切接合。

4.4汽流激振，加强防范
汽流激振也是汽轮机振动的表现之一，一般呈现出两大特征：①低频分量较多；②运行参数极大地影响到振动，而且可能出现骤然振动，其成因在于叶片遇到不均衡气流的冲击，从而导致汽流激振，如果是大规模机组，因为末级较长，
叶片末尾处的气流则可能陷入紊乱状态，从而导致汽流激振问题。

汽流激振的预防、控制与防范需要一个复杂的过程，首先应该分析其故障特点，而且要长时间
记录下各个机组振动的相关数据、信息，特别是当机组处于满负荷时，要特别记
录好数据、信息，并对应绘制出曲线图，根据曲线的形状、趋势等来对应调整升
降负荷，逐渐提高负荷，而且也要结合曲线图的具体变化凭借调整汽轮机各个负
荷状态下的高压调速汽门来控制气流激振，其振动排查与控制原理体现为：分析
得出机组的汽流激振状态，通过控制负荷变化率，回避汽流激振负荷对应控制激振。

4.5摩擦振动成因与对策
汽轮机振动还可能是摩擦所导致，其振动特点体现为：①转子热弯曲带来的
不平衡力，振动信号主频依然为工频，然而，因为遭受冲击力、以及其他的非线
性因素的干扰，从而出现少量分频分量，波形还可能出现削顶问题。

②摩擦出现时，振动幅值也有一定的波动变化，而且这种波动会接连持续一段时间，遇到较
强的摩擦，幅值与相位则相对稳定，对应的振幅则将迅速变大。

③降速中，超越临界点，其振动则更大，停机以后转子变静，对应测出大轴的振动幅度也将明显
上升。

由于摩擦较大，汽轮机可能发生抖动、震颤等现象，从而影响其正常运行。

由于摩擦所导致的汽轮机振动最关键是要控制摩擦，一般则需要在汽轮机局部部
位涂抹润滑油，特别是一些重摩擦部位应该实行润滑处理，以此来控制汽轮机摩
擦加剧，控制振动现象。

摩擦振动会带来较为严重的危害，必须加大力度控制摩擦，对此需要日常做好汽轮机的维护与检修，要及时发现摩擦症状，当出现摩擦
声音时则要及时加以检修，防止摩擦过度带来零部件的损坏。

结论
汽轮机安装的振动问题是一项常见的问题，频繁的振动则可能对汽轮机带来
不良影响，出现汽轮机局部受损，无法正常运行等问题，必须积极重视汽轮机振
动问题，分析其成因，并对应采取解决对策，减少汽轮机安装中的振动问题，提
高其运行效率，从而确保其功能的有效发挥。

参考文献：
[1]张秀坤，丁立强，王佐仁.浅谈1000MW超超临界汽轮机安装技术[J].中国
新技术新产品，2016（23）：150.
[2]钟起深.电厂600MW汽轮机组安装调试中的问题分析与处理措施[J].沿海企
业与科技，2016（04）：128~130.。