电厂汽轮机组异常振动调整分析

电厂汽轮机组异常振动调整分析

发表时间：2018-08-17T10:04:27.697Z 来源：《电力设备》2018年第15期作者：王汉斌李超

[导读] 摘要：汽轮发电机组是高速旋转机械，在运行过程中振动是不可避免的，机组振动是汽轮发电机组运行状况优劣的重要标志之一，也是机组设计、制造、安装、检修质量的综合反映。

（赤峰新城热电公司内蒙古赤峰 024000）

摘要：汽轮发电机组是高速旋转机械，在运行过程中振动是不可避免的，机组振动是汽轮发电机组运行状况优劣的重要标志之一，也是机组设计、制造、安装、检修质量的综合反映。振动故障一旦发生，将造成一系列不良后果，影响机组的运行和生产，严重的振动甚至会酿成整机的毁坏。本文主要分析加强汽轮机异常振动的相关问题，为发电企业维修部门提供基础分析极为必要。

关键词：发电机组；分类；异常振动；故障分析

1 汽轮机组振动的分类

按照引起机械振动的原因划分，机组轴系的弯曲（径向）振动基本上可分为强迫振动和自激振动两大类。强迫振动是旋转机械在实际外力作用下而引起的一种不可避免的振动，其本身不是异常振动。但当作用的外力较正常时显著增大，以及作用外力的频率和旋转机械系统的某一固有频率一致或非常接近时，振动幅值则会超过限值，这时出现异常振动。汽轮发电机组运行中常发生的强迫振动通常包括转子不平衡、轴系中心不正、共振、机械松动、电磁激振等。自激振动是与旋转机械实际存在的与外力作用无关的一种振动，在正常情况下是不会发生的，其本质上是属于异常振动，必须采取必要的措施加以控制及消除。通常自激振动包括轴瓦自激振动、蒸汽激振和摩擦涡动。

2 汽轮机异常振动原因分析

汽轮机组担负着火力发电企业发电任务的重点。由于其运行时间长、关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，比如进汽参数、疏水、油温、油质、等等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析就显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。针对导致汽轮机异常振动的各个原因分析是维修汽轮机异常振动的关键。

3热电厂汽轮机振动原因分析及处理对策

3.1 设计制造原因

汽轮机中的转子属于一个高速旋转的机械部件，若是转子的质心不能与旋转中心很好重合的话，则会因转子不平衡而产生出离心力，其会对轴承产生激振，进而引起汽轮机振动，当离心力达到一定程度时，机组便会出现振动异常。导致这一情况的主要原因是汽轮机设计制造过程中转子装配质量不合格。造成汽轮机转子不平衡的主要原因是生产厂家的机械加工精度不足，也有一部分是由于装配质量不合格而引起的。为解决这一问题，厂家在生产制造过程中，必须提高加工精度，并且应采取相应的措施确保装配质量。应在装配过程中对每一级叶片都进行动平衡试验，转子全部装配完成后，还应在出厂前进行高速和低速动平衡检测，以此来将转子的不平衡量控制在合格的范围内。

3.2 安装及检修原因

汽轮机的安装和检修过程中都会对机组造成非常大的影响，通过对大量机组振动的原因进行分析后得知，很大一部分汽轮机振动都是由于安装和检修不当造成的。下面简要介绍一下对汽轮机振动影响较为明显的几个方面及其相应的处理措施。

3.2.1轴承标高。汽轮机两端主要是依靠轴承来予以支撑的，当两端轴承的标高不在同一范围内时，便会导致轴承的负荷分配出现不合理的情况，此时很容易引起汽轮机振动。对于这一问题的处理措施是，在汽轮机安装和检修的过程中，应按照生产厂家的建议，并结合本单位的具体情况对轴承标高进行调整，使两端轴承的标高相一致；

3.2.2动静间隙。通常情况下，汽轮机转子与气缸等零部件之间都存在一定的间隙。随着汽轮机的不停运转，这些间隙便会因磨损而增大，当间隙超过一定范围时，便会导致汽轮机的内效率降低。但这些间隙又不能太小，不然容易引起动静摩擦，而这一情况会使汽轮机振动发生变化，最终会造成振动超标。对于这一原因引起的振动解决措施比较简单，只需要在检修的过程中合理对隔板汽封以及端部汽封的间隙进行调整即可。

3.3 机组运行中产生的振动

3.3.1如果汽轮机在正常运行中出现振动加剧的情况，应对汽轮机内部发出的声音进行仔细倾听，并加强对蒸汽参数、气缸温度、真空值、轴承温度、轴向位移以及润滑油温和油压等的监视，找出具体原因后，采取相应的措施予以解决；

3.3.2如果汽轮机在启动升速或是带负荷运转的过程中出现剧烈震动，并且能够清楚地听到通流或轴封位置有摩擦声时，必须立即进行停机检查。若仅是振动稍大，则可通过降低转速或负荷的方法予以解决，直到振动恢复正常为止，同时应保持在这一转速及负荷下运行一段时间后，再进行提速或增大负荷。若是这样仍无法完全消除振动的话，必须立即进行停机直至查明原因并解决后方可开机运行；

3.3.3转子热变形

转子热变形引发的振动特征是一倍频振幅的增加与转子温度和蒸汽参数有密切关系，大都发生在机组冷态启机定速后带负荷阶段，此时转子温度逐渐升高，材质内应力释放引起转子热变形，一倍频振动增大，同时可能伴随相位变化。由于引起了转子弯曲变形而导致机组异常振动。转子永久性弯曲和临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障机理相同，都与转子质量偏心类似，因而都会产生与质量偏心类似的旋转矢量激振力。与质心偏离不同之处在于轴弯曲会使两端产生锥形运动，因而在轴向还会产生较大的工频振动。另外，转轴弯曲时，由于弯曲产生的弹力和转子不平衡所产生的离心力相位不同，两者之间相互作用会有所抵消，转轴的振幅在某个转速下会有所减小，即在某个转速上，转轴的振幅会产生一个“凹谷”，这点与不平衡转子动力特性有所不同。当弯曲的作用小于不衡量时，振幅的减少发生在临界转速以下；当弯曲作用大于不平衡量时，振幅的减少就发生在临界转速以上。针对转子热变形的故障处理就是更换新的转子以减低机组异常振动。没有了振动力的产生机组也就不会出现异常振动。4总结

汽轮机异常振动是汽轮机运行过程中不可避免的故障，同时也是较为常见的故障。在进行此类故障排除时，不能急于拆解机组，首先要根据故障特征进行故障分析，确定故障点后查看机组维修记录，确认故障点零部件情况。对生产运行来说，接受了振动符合标准的机组以后，还必须加强振动监督，对振动检测做到制度化、经常化，必须在机组振动突然增大到规定值时，及时果断的将机组停运，防止扩大损坏。因此，在进行汽轮机异常振动原因分析时要格外注意。加强企业对汽轮机组运行维护人员培训，提高运行维护人员素质及专业技能