汽輪發電機組振動的影響因素分析探討

劉洋

摘要：汽輪發電機組產生振動的因素有很多，其對整個機組的運行都會產生一定的影響，對此，必須引起足夠的重視，本文就針對引起汽輪發電機組振動的原因及應對措施進行分析。

關鍵詞：汽輪發電機組；振動；影響因素

汽輪發電機組軸承振動的大小直接關系到機組能否安全運行，而對于發電廠來說安全運行能帶來最大的經濟效益。引起汽輪發電機組軸承振動過大或者異常的原因有很多，既有設計制造方面的原因；也有運行方面的原因；還有安裝和檢修等方面的原因。下面就這幾個影響因素分別進行一個簡單的介紹。

1設計制造方面

汽輪發電機轉子是一個高速旋轉機械，如果轉子的質心與旋轉中心不重合則會因為轉子的不平衡而產生一個離心力，這個離心力對軸承產生一個激振力使之引起機組振動，如果這個離心力過大，則機組的振動就會異常。在廠家制造過程中，產生汽輪發電機轉子不平衡量較大的原因主要是機械加工精度不夠和裝配[O31]工藝質量較差，所以必須提高機械加精度，同時保證裝配質量，從而才能保證轉子的原始不平衡量較小。另外，如果機組的設計不當也會引起機組的振動。例如，在設計階段機組支持軸承的選用也是非常重要的，如果軸承選取不當，也會因為軸承的穩定性較差，汽輪發電機轉子哪怕是極小的不平衡量也會引起機組較大的振動；軸承的油膜形成不好也極易誘發油膜振蕩而產生振動。

2安裝和檢修方面

汽輪發電機組在安裝和檢修過程中的工藝質量對機組振動的影響非常大，根據對現場機組振動的分析，很多汽輪發電機組的軸承振動過大都是由于安裝和檢修不當引起的，或者說機組的振動很多時候都是可以通過安裝或檢修來解決的。針對現場的安裝和檢修情況，下面重點介紹對機組振動有明顯影響的幾個因素。

2.1軸承的標高

不管是汽輪機還是發電機轉子，其兩端都是由軸承支撐的，如果兩端的軸承標高不在設計要求的范圍內，那么轉子兩端軸承的負荷分配就不合理。負荷較輕的一邊，軸瓦內的油膜將會形成不好或者根本不能建立油膜，這樣就會誘發機組的自激振動、油膜振動和汽流激振等；而負荷較重的一邊，由于吃力太大，會引起軸瓦溫度升高，當軸瓦烏金溫度達到一定值時，很容易產生軸瓦烏金過熱現象，從而造成機組的振動。

2.2機組中心

機組中心應包括轉子與汽缸或靜子的同心度、支撐轉子各軸承的標高、軸系連接的同心度和平直度。如果轉子與汽缸或靜子的同心度偏差過大，則可能會引起汽流激振、電磁激振和動靜碰磨。若碰磨發生在轉軸處，則會使轉子發生熱彎曲而引起不穩定強迫振動。

2.3滑銷系統

不論是汽輪機還是發電機，當機組帶負荷受熱后都要產生膨脹，而又不能讓其自由膨脹，滑銷系統就是引導膨脹的。當滑銷系統卡澀時，機組的膨脹就會受到限制，當機組的膨脹受到限制時就會引起機組較大的振動，嚴重時以至于不能開機或者引起動靜碰磨，從而造成更大的破壞。

3運行方面

機組的振動除了與上面闡述的各方面因素有關外，還與機組的運行狀況存在很大的關系。

3.1機組膨脹

前面已經講到，機組的滑銷系統對機組振動的影響情況，而機組的膨脹是受其滑銷系統制約的。當滑銷系統本身不存在問題時，如果運行人員操作不當，機組也會出現膨脹不暢的問題。最明顯的例子是在開機過程中，當機組的暖機時間不夠或者升速加負荷過快，則機組各部分的膨脹就不一樣，這樣一方面會產生熱應力，減少機組的壽命；另一方面就會引起過大的膨脹差，從而影響機組的開機過程，當機組的膨脹不充分時，極易引起機組的動靜碰磨而產生振動。

3.2潤滑油溫

軸頸在軸瓦內的穩定性如何決定了機組誘發振動的可能性有多大，當穩定性太差時，外界因素的變化很容易引起機組振動的產生。而潤滑油在軸瓦內形成的油膜是影響轉子穩定性的一個重要影響因素，油膜的形成除了與軸承烏金有關外，還有一個重要因素就是潤滑油油溫，潤滑油油溫應該在一個合理的范圍內，過高過低都對油膜的形成不利。

3.3軸封進汽溫度

每一軸封的進汽溫度都存在著一定的差異，在運行規程范圍內調整軸封進汽溫度會對機組的振動產生一定的影響。軸封進汽的溫度對機組振動會產生一定的影響，主要表現為進汽溫度對軸承座標高的影響和溫度對端部汽封處動靜間隙的影響。

3.4掌控機組真空和排汽缸溫度

機組真空和排汽缸溫度總是相輔相成的，其中一個因素的變化必然引起另一個因素的改變。對于軸承座坐落在排汽缸上的機組來說，排汽缸溫度的變化主要表現在對軸承座標高的影響上，所以會對機組的振動產生影響。

3.5發電機轉子電流

當電流通過發電機轉子時會產生熱量，這部分熱量就要會使發電機轉子產生膨脹，當發電機轉子本身存在一定量的質量不平衡時，由于膨脹會使該不平衡產生的力矩發生改變。從而引起機組的振動變化；當發電機轉子自身存在膨脹不均時，即使冷態情況下質量平衡較好，也會由于膨脹的不均勻性產生動態的質量不平衡，而這一質量不平衡在發電機轉子恢復到冷態時也會隨之消失。另一方面.如果發電機轉子內部本身存在短路情況。當電流通過發電機轉子時會產生局部放熱過大的現象，此處的轉子由于受到較多的熱量堆積而使膨脹較大，這就與其他地方的膨脹產生差別，又會形成一動態的質量不平衡。

3.6斷葉片引發汽輪機組的振動

汽輪機組出現斷葉片的情況，轉子的質量分布將會發生改變，這將引起機組振動的變化，這一現象在運行過程中很難被發現，振動的變化將會引起振動相位發生改變，現場施工中的儀表一般只能監視振動大小的變化，所以必須盡量避免斷葉片的出現，這就要求在設計與制造安裝過程中采取有效的控制措施，減少機組運行過程中的振動，盡量維持平衡。

4結束語

綜上所述，我們發現，影響汽輪發電機組[O32]振動的因素很多，但是歸根結底是由于管理不到位，操作人員的失誤造成的，因此要加強人員的管理，提高管理的水平，保證汽輪發電機組[O33]的平穩運行。

參考文獻：

[1]鄒本艷.汽輪發電機組振動原因分析[J].化學工程與裝備，2017，08：223-225.

[2]李可人，周覓，雷浩.汽輪發電機組轉子不平衡振動問題研究[J].內燃機與配件，2019，05：153-154.

[3]秦玉書，朱丹.汽輪發電機異常振動的問題分析[J].中國新技術新產品，2015，21：72.

（作者單位：哈爾濱電機廠有限責任公司）