汽轮机振动原因分析

汽轮机振动原因分析

发表时间：2018-09-11T15:49:19.860Z 来源：《基层建设》2018年第23期作者：王长福

[导读] 摘要：为了保证城市经济实力的快速发展和居民生活水平的提高，以及城市居民的用电稳定性，加强汽轮机的日常维护和定期保养，保障城市的正常供电已经成为城市火力发电厂相关部门的重要任务。

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摘要：为了保证城市经济实力的快速发展和居民生活水平的提高，以及城市居民的用电稳定性，加强汽轮机的日常维护和定期保养，保障城市的正常供电已经成为城市火力发电厂相关部门的重要任务。本文根据汽轮机不寻常振动的原因，分析了产生汽轮机故障的原因，并采取相关措施进行排除，使汽轮机更好的为居民供电服务。

关键词：汽轮机；振动；原因分析

对于转动型机械设备来说，在运行过程中不可避免的产生一些轻微的振动，当振动的幅度不超过（删除）规定的标准范围时，不会影响到设备的正常运行。振动是指汽轮机在转动过程中振动的幅度在原有水平上会有一定程度的增大，若是增大到相应幅度，也就是超过规定的标准幅度时就被称为异常振动。不论是何种形式的异常振动都会对汽轮机设备造成一定程度的损坏。例如，转机轴部质量出现偏差造成重量失衡出现叶片脱落、轴部扭曲、，叶片摩擦受损、转机膨胀、轴部磨损、电磁力不稳定等，都会对汽轮机造成影响。汽轮机的强烈振动会使机器其他部位的零件出现松动甚至是故障，加快轴部的摩擦，使设备损坏程度加重。异常振动是汽轮机运行过程中隐藏的重大隐患，因此，必须采取针对性的措施及时解决问题，以保证汽轮机安全稳定运行。

一、设计制造对汽轮机振动的影响

汽轮机发动机转子是一个高速转动的机械设备，这就对发动机的转子有很大的要求，如果转子的质心和旋转的中心不重合，就会因为重心不稳，使转子不平衡，因而会产生一定程度的离心力，这个离心力会对转轴产生振动力从而使汽轮机发生振动，若果离心力较大，汽轮机的振动幅度会随之增大，当增大到一定程度时会超过标准振动值，从而引起异常振动，对汽轮机设备造成损害。因此，汽轮机发动机的转子在开发时每装配一个叶片都会对其质量和重心进行严格的检查和测试，在整个汽轮机装配完成之后，还会对转子的转速和转动稳定性进行检查，以保证转子质量控制在标准范围内[1]。

在工厂进行生产制造汽轮机的过程中，出现汽轮机发动机转子质量失衡现象的最主要原因就是机器制造的精确度低以及装配过程质量把控不到位。因此必须提高转子加工的精确度，同时严格把控装配质量，动平衡试验必须合格，才能保证生产出较为标准的汽轮机转子。另一个方面，汽轮机机组的设计是否得当和汽轮机是否会出现异常振动有着深切的关联。在设计汽轮机机组过程中，转轴的选取若是不合理，会因为转轴的质量不均衡，汽轮机发动机转子的承受力会出现不平衡现象，从而导致机组发生大幅度的振动，影响工程的正常运行。

二、装配和整修过程对汽轮机振动的影响

汽轮机发电机在安装和检修过程中对安装质量有着严格的要求，若是在过程中发生些许的不慎，都会引起汽轮机异常振动。通过对多起汽轮机异常振动的事件进行分析，发现大多数的汽轮机发电机的转轴振动幅度过大都是因为在装配和检修过程中出现纰漏。

（一）支撑系统要求

1、垫铁（砂浆垫块）布置的要求

垫铁（砂浆垫块）布置原则：地脚螺栓两侧及主要的承力部位。安装时除了按照安装图纸布置垫铁（砂浆垫块）外，更要分析汽轮机各部件在台板上的承力部位，相应增加垫铁（砂浆垫块）。垫铁（砂浆垫块）与基础、垫铁与垫铁、垫铁（砂浆垫块）与台板之间接触面积必须满足需要（一般不低于80%）。

2、台板与气缸、轴承座之间的接触要求

台板的标高、纵向扬度、横向水平必须保证。紧固地脚螺栓后，台板和低压缸之间的局部间隙一般不得大于0.05mm。通过修整键、销与键槽、销孔之间的间隙，确保滑销系统能够按照设计意图起到相应的作用。

3、轴承的标高要求

汽轮机的两端一般都是由大量的轴承进行支撑，若是轴承的标高不在设计承受范围内，那么，转子两端轴承的承受力分配就会出现不均衡，汽轮机就会相应的会产生异常振动。承受力较轻的一边，会由于不能与转子建立很好的衔接，导致发动机组自主振动；对于负重较轻的一端，由于要过大，在转动过程中会使温度升高，当温度达到一定值时，容易出现轴瓦乌金过热，从而导致机组异常振动。因此在汽轮机发电机机组的安装和整修过程中，应根据国家规定标准指标以及现场情况对机组运行的需求进行[2]。

（4、轴承自身特性

转轴的自身特性会对机组振动产生影响，例如，轴瓦的松紧程度、连接力度、顶间缝隙等多个反面。轴瓦的松紧度和顶尖缝隙主要是对轴承的稳定性产生影响，若轴承的稳定性过差，会使汽轮机异常振动。轴承的连接力度也要有较好的的把握，如果力度不够，在一定的激振力作用下引起的汽轮机振动幅度就会偏大，因此，在安装过程中要根据轴承的自身特点对汽轮机进行合理的装配。

5、台板灌浆的要求

通过彻底清理与二次灌浆灌浆接触的混凝土表面、台板、地脚螺栓等确保二次灌浆层与基础、台板、地脚螺栓结合紧密。灌浆料与水的配比、搅拌必须按照灌浆料的特性严格操作。灌浆过程必须按照操作规程严格操作，严格监督，确保灌实。灌浆后及时养护，养护方法得当，养护时间足够。

（二）轴系中心的要求

机组的中心一般是由转子与静子的重心度、支撑转子的轴承的标高、各轴连接的同心度。若转子与静子的相对重心出现的偏差较大，就会引起气流的不对称激振、电磁波的无规律振动，此时若是出现转叶的摩擦，就会使转子的温度升高，从而出现转叶变形扭曲引起不稳定的汽轮机振动，导致机器工作异常。

（三）动静之间的间隙

汽轮机的转子和机器汽缸、转轴之间以及发电机和静子之间都会存在一定大小的间隙。当汽轮机的转子和汽缸之间的间隙超过标准间隙值时，汽轮机的工作效率会大大降低；当汽轮机的发电机和转轴之间的间隙过小时可能会引起动、静部件之间的碰磨。因此出厂前必须经过通流间隙的检查，现场安装时重新测量动静之间的通流间隙，并尽可能的把每一级的间隙调整到需要的范围内。