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

汽轮机发电机组振动，将直接影响发电厂的安全发电运行。分析汽轮机发电机组振动的影响因素有设计制造方面的因素、有安装问题的因素、有使用保养方面的因素。文章结合理论研究与一线实际维修经验反馈相结合，针对此问题和影响因素进行了归纳总结与分析。设计制造方面的因素包括温度、速度、力学审计分析与加工制造精度、质量等因素。安装问题的因素包括汽轮机装配过程中的因素与整机安装的过程中的因素。使用保养方面的因素包括润滑油更换不及时、散热系统维护不及时、操作问题、维修问题、间隙问题等。

标签：汽轮发电机组；振动；影响因素

汽轮机发电机组振动，将直接影响发电厂的安全发电运行。分析汽轮机发电机组振动的影响因素有设计方面的因素、有安装问题的因素、有使用保养方面的因素。

1 设计制造方面的因素与分析

汽轮机发电机组在工作中的运动状态是高速旋转，因此会产生离心力和惯性力，一旦设计方面周身重量不均匀，离心力与惯性力叠加将会引起振动，甚至产生共振造成机器的损坏。在设计中，要充分考虑整机的重量分布平衡性。另外，对于汽轮机叶片要考虑运动力学的平衡性，且要防止多组叶片旋转产生共振。在加工制造的过程中，要保障加工精度与质量。此外，还要结合温度变化、速度变化、力学变化、工作时间等因素充分核算选取转子轴承材料和安装预紧力，避免因力学强度不够引起轴承的变形、变性，从而导致发电机组振动的产生。

2 安装问题的因素与分析

2.1 汽轮机装配过程中的因素与分析

在汽轮机装配的过程中，要注意转子支撑轴承的同心度。同心度差，则运转中力学符合不平均，会引起偏磨，导致支撑轴承松旷引起发电机组振动。还要小心转子轴不要磕碰，防止因轴不同心，运转中产生静子等不动零件和转子等运动零件之间的运动轨迹冲击，引起汽轮机发电机组的故障性振动。

2.2 整机安装的过程中的因素与分析

在整机安装的过程中，也要注意汽轮机两端的支撑固定，保障支撑高度一致和地基固定稳定，确认汽轮机滑销系统无卡涩，各个方向均可自由膨胀，并且保障与之相连接的各系统能同步膨胀和收缩，避免因安装问题引起汽轮机非正常振动。安装过程中对各部位螺栓的预紧力要符合说明书和设计要求，螺栓预紧力过大及过小都有可能将来引发机组的振动。在维修一线，经常发现螺栓松动引起振动的故障。

3 使用保养方面的因素与分析

從电厂一线维修数据显示，汽轮机发电机组绝大部分振动故障都是人为因素引发的。那么，通过必要的、正确的使用保养，必将能够避免很多汽轮机发电机组的故障。

3.1 润滑油更换不及时，油温低或油温变化快

轴在轴承内的转动是否平稳，润滑油膜的质量起到关键作用。如果润滑油更换不及时，油液粘度变差，难以形成良好的油膜，使油膜失去了润滑、缓冲振动的作用，引起发电机组振动。油温低也不利于油膜的形成，温度变化快可以造成轴系膨胀异常，这些因素都有可能造成震动过大。

3.2 散热系统维护不及时

如果散热系统维护不及时，会使发电机组温度过高，从而引起配合间隙发生变化以及油膜变稀，间接引发汽轮机发电机组的振动。汽轮机上下缸温差过大，导致膨胀不均可能造成永久变形。或者过早停盘车再启动时就会出现振动过大现象。

3.3 操作问题

人为操作不当，也会引起汽轮机发电机组的故障性振动。例如：在开机启动时，冲转参数低、盘车时间短、暖机不充分、温升过快或提速加负荷过快过高，都会使机器各部位温度差异较大，出现较大的膨胀差，因这个较大的间隙导致振动产生，这个振动会随着机器的运转和工作温度的提升而降低，当时长期如此会使机器零件寿命明显减少。

3.4 维修问题

在发电机组维修的过程中，如果维修方法不得当，会导致振动故障的产生。例如：在大修中清理叶片污垢，如果暴力除垢引起叶片变形或者叶片除垢不彻底，那么在今后的机器运转中必然会因为质量不均丧失动平衡，引起振动，甚至引起共振。另外，在拆装维修的过程中，要小心异物的坠入，一旦异物坠入机器内没有发现，在组装运行后，可能引起振动甚至损坏机器造成严重的事故。

3.5 间隙问题

汽轮机转子与汽缸和汽、轴封之间以及发电机转子与静子之间都存在间隙。当间隙过大时，会引起密封性不良；当间隙过小时则会产生刮擦或碰撞，从而引起振动。因此，必须保障重点部位的合适间隙值。

3.6 其他问题

例如：发电机电路出现短路时，局部温度可能过高，引起较大的膨胀差，因间隙或质量分布不均匀导致发动机组不良振动。大轴接地碳刷损坏导致大轴对地放电破坏油膜，也可能引起振动增大。

现代汽轮机转子大轴大都留有中心孔，在中心孔两端用堵头封堵，在检修期间如果不慎让异物（包括油、水等）进入中心孔，在转子装复回原后开机，机组肯定会出现振动异常的现象。

当由于某种原因使滑销系统卡涩时，机组的膨胀就会受到限制，当机组的膨胀受到限制时就会引起机组较大的振动，严重时以至于不能开机或者引起动静碰磨，从而造成更大的破坏。由于膨胀受到限制而无法开机的现象在现场经常出现，因此在检修和安装期间应该对此引起高度重视。

4 结束语

汽轮机发电机组振动的影响因素有设计制造方面的因素、有安装问题的因素、有使用保养方面的因素。设计制造方面的因素包括温度、速度、力学审计分析与加工制造精度、质量等因素。安装问题的因素包括汽轮机装配过程中的因素与整机安装的过程中的因素。使用保养方面的因素包括润滑油更换不及时、散热系统维护不及时、操作问题、维修问题、间隙问题等。

参考文献

[1]韩中和.火电厂汽机设备及运行[M].北京：中国电力出版社，2002.

[2]刘爱忠.汽轮机设备及运行[M].北京：中国电力出版社，2003.

[3]胡念苏.汽轮机设备及系统[M].北京：中国电力出版社，2003.

[4]王国清.汽轮机设备运行技术问答[M].北京：中国电力出版社，2004.

[5]靳智平，王毅林.汽轮机原理及系统[M].北京：中国电力出版社，2004.

[6]王加璇，姚文达.电厂热力设备及运行[M].中国电力出版社，2004.

冯玉东（1981，10-），男，籍贯：河北省唐山市，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：热能动力设备与应用。