汽輪發電機組突發性不穩定振動

張鵬飛

（山東電力建設第三工程公司，山西 交城 030500）

汽輪發電機組在實際運行中出現突發性不穩定振動對發電機組的危害特別大，如果不及時查明故障原因，排除故障會對設備造成巨大的損壞，甚至會造成發電機組的長期停運。在實際運行中，如果發現發電機組出現突發性不穩定振動，應及時采取防對措施。但是由于導致突發性振動的的原因比較多而且比較復雜，因此對常見的故障原因進行了解對發電機組的維護和運行具有重要意義。

1 突發性振動的常見原因分析

（1）汽輪發電機的轉子運行中由于局部冷卻產生熱彎曲現象。由于汽輪機的進汽管或者汽缸疏水不順暢或者汽缸進水以及水封漏水等原因，造成發電機的大軸遇到低溫蒸汽或者水，遇冷轉軸部分冷卻，由于此時熱交換很強烈，轉子發生嚴重的不均衡熱彎曲，會導致發電機組出現突發性不穩定振動。這種突發性不穩定振動的特點是振動的變化比較迅速，且在較短時間內振動幅度比較大，也有可能會在較短的時間內迅速消失，沒有一定的規律可循。其他原因造成轉子發生熱彎曲引起的振動現象，比較緩慢，振動的產生與消失都是一個相對緩慢的過程。運用快速停止發電機，測量臨界轉速的下振動變化與盤車轉速下測的轉子彎曲值等不能有效快速的驗證是否是由于轉子發生熱彎曲現象而導致發電機組的突發性振動。

當發電機組一直在低負荷下運行或者負荷的變化波動比較大且頻繁時，若控制不好汽輪機的進汽參數，并且根據進汽參數的變化及時的對主汽管道進行疏水，會導致低溫蒸汽或者疏水進入汽輪機內，造成轉軸的局部冷卻，致使轉子產生熱彎曲現象，進而導致發電機組產生突發性的不穩定振動。因此，在發電機組經常處于低負荷運行的情況下，應對機組的參數進行密切監測，并且經常性的對疏水進行排放，避免不穩定振動的故障出現。

（2）外界的干擾過大引起軸承油膜剛度出現正向非線性變化而出現低頻振動。這種原因導致的機組振動主要表現為在發電機組帶負荷運行或者升速的過程中汽輪發電機的軸承出現突發性的不穩定的振動。產生這種現象的主要原因是由于轉子在制造或者安裝過程中存在一定的偏差或者是轉子殘余的不平衡量偏差較大，對外界造成比較大的干擾，導致軸承油膜剛度呈現正向的非線性變化，引起電機出現低頻振動。

產生低頻振動的機理。是由于軸瓦和軸頸之間的油楔類似于一根彈簧，在軸承內的垂直方向軸頸在一定范圍內引起變動，使油膜剛度呈現出線性變化。若在軸瓦中軸的位置偏高或者偏低都會引起油膜剛度呈現出比較強烈的非線性變化。軸承中軸的位置偏高，且位于軸的中心附近時，會引起油膜剛度的快速降低，導致軸產生半速渦動或者是油膜振蕩。軸承中軸的位置偏低時，在比較接近軸瓦的底部情況下，油膜的剛度就會急劇的增加，會產生較大的油膜切向力，導致轉子產生劇烈的低頻振動，又叫分頻振動。

產生低頻振動的主要原因。由于轉子一直受到一定的隨機激勵，能激發起軸系的渦動，如果油膜在線性區變化，系統就具有較高的定性，使產生的振動能夠迅速的衰減，這種振動并未明顯表現出來。若轉速、對中、油壓和油溫以及軸振等超出系統的穩定性臨界值時，會導致油膜的渦動持續產生。此種類型的振動，可對潤滑油的溫度進行調整或者改變油壓來抑制低頻振動的產生。在進行檢修時，調整好軸承座的標高，將靠背輪的飄偏與晃度降低，同時將轉子中心校正，降低轉子運行時引起的不平衡力，提高整個軸系的穩定性。

（4）設計中存在的缺陷,產品質量差。對汽輪發電機的突發性不穩定振動的原因進行分析，強迫振動與自激振動相互交織，但是引起振動的主要原因有兩個大方面。第一，汽輪發電機在設計時存在嚴重的不足，導致軸系的穩定性偏低，且抗干擾能力較差，對引起的振動比較敏感。第二，汽輪發電機在制造和加工的過程中存在嚴重的質量問題。軸系上存在質量缺陷，自身振動的同時，會誘使其他部件異常振動。

2 預防措施和建議

（1）確保加工和制造以及安裝檢修的質量，是保障機組安全穩定運行的前提。在對軸承進行調試的時候，嚴格遵守作業規范確保作業質量，對于容易出現問題的地方采用儀器進行輔助測量，確保系統的穩定性。

（2）在進行主汽管道的設計時，選擇適合的熱工測點位置，避免采集的數據受到其他因素的干擾，確保數據的真實性與可靠性。

（3）對汽輪發電機的選型進行設計時，應有在線的監控系統對機組的各項參數進行監控和記錄。尤其是在產生突發性振動時各個參數的數據統計，便于工作人員對振動原因進行分析和查找。

（4）加強工作人員的責任心，提高專業能力。在機組進行低負荷工作時，對各參數進行密切監測，一旦發生異常振動，能及時有效的進行控制和排除故障。

（5）在對故障進行分析處理時，參照相關數據，正確的查找故障源。避免出現錯誤操作，引起不必要的經濟損失。

3 結語

汽輪發電機組產生故障的原因比較復雜，在進行故障排除時，應結合相關的數據和先進的精密儀器進行分析和排查。針對汽輪發電機組經常出現的故障，對其原因進行了解和掌握對機組的后期維護和故障排查具有重要的意義。

[1]湯余妹,朱曉東,等.汽輪發電機組突發性不穩定振動分析[J].設備管理與維修,2012,11(8):326-328.

[2]田新啟,高亹.600MW汽輪發電機組軸系標高測試及振動故障治理[J].熱能動力工程,2010,16(1):171-173.

[3]梁萌.汽輪機故障診斷技術研究[J].大慶石油學院,2005,21(3):353-354.

[4]范雷雷,楊建剛.汽輪發電機組突發性振動的診斷與處理[J].汽輪機技術,2004,17(1):33-35.

[5]張明,魏繼龍,張柏林.汽輪發電機組突發性振動故障分析和處理[J].湖南電力,2003,23(3):46-48.