汽輪發電機組振動的影響因素分析

房彪

【摘 ?要】為了更好但確保城市經濟的發展和人們用電的穩定，加強汽輪發電機組的日常保養和維護，是保證城市供電的基礎。本文就對汽輪發電機組振動的影響因素進行深入探討。

【關鍵詞】汽輪;發電機組;振動;影響

汽輪發電機組的軸承振動幅度與機組的安全運行有極大的關系，其能否安全運行直接關系到電廠的效益。從其產生振動的因素來看，不論是制造還是設計都可能導致振動，同時管理不善，安裝錯誤也可能導致振動，本文就對引起汽輪發電機振動的因素進行分析。

1、設計制造失誤方面導致的汽輪發電機組振動

汽輪發電機的轉子是高速旋轉的一種機械設備，因此，汽輪發電機轉子失衡是由于質心與旋轉中心的偏離造成的，產生這種不平衡量原因有很多，但是主要的原因還是由于機械加工精度不夠和裝配工藝質量較差引起的多一些，在設計階段機組支持軸承的選用也是非常重要的，所以我們在以后要提高機械加工的精度和機械裝配的質量問題。因此，要不斷地提高機械加工的精度，保證裝配的質量，提高穩定性，降低發生不平衡的因素概率。

2、汽輪發電機組的安裝和檢修方面

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振動過大都是由于安裝和檢修不當引起的。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軸承的標高及軸承自身特性

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。軸承自身特性對機組振動的也會產生影響，主要包括軸瓦的緊力、頂隙和連接剛度等幾個方面。軸瓦緊力和頂隙主要影響軸承的穩定性，如果軸承的穩定性太差，在外界因素的影響下容易使機組振動超標。軸承的連接情況主要對軸承剛度產生影響，若軸承剛度不夠，在同樣大小的激振力下引起的振動較大，所以必須將軸承各連接螺栓擰緊。在現場，經常發現由于連接螺栓未擰緊而引起振動的現象。

2.2機組中心

機組中心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，則可能會引起氣流激振、電磁激振或動靜碰磨。若發生碰磨，則會使轉子發生熱彎曲而引起不穩定的普通強迫振動。當聯軸器法蘭外圓與軸頸不同心、聯軸器法蘭止口或螺栓孔節圓不同心、端面瓢偏、連接螺栓緊力明顯不對稱時，即使圓周和端面中心數據調整得很正確，也會使軸系不同心和不平直。當轉子處于旋轉狀態時，軸系同心度和平直度會直接影響振動的激振力，進而引起機組的振動。

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，因此使用滑銷系統引導機組膨脹。當滑銷系統因某種原因而卡澀時，機組的膨脹就會受到限制，從而引起機組產生較大的振動，嚴重時將導致不能開機或引起動靜碰磨，造成更大的破壞。由于現場經常出現因膨脹受到限制而無法開機的情況，在檢修和安裝期間應該對此情況高度重視。

2.4動靜間隙

汽輪機轉子與汽缸和汽、軸封之間以及發電機轉子與靜子之間都存在間隙。當汽輪機轉子與汽缸之間的間隙過大時，汽輪機內效率會降低;當汽輪機與軸封之間的間隙過大時，可能會引起蒸汽外漏或者空氣內漏，從而影響機組的效率和真空;當發電機轉子與靜子之間的間隙過大時，同樣會影響發電機的效率。但是，如果它們之間的間隙過小，則會引起動靜碰磨，從而使機組的振動超標。因此合理調整隔板汽封、端部汽封以及發電機轉子與靜子之間的間隙非常重要。

2.5控制活動部件

汽輪發電機組的機構非常縝密，在設備維修或檢修期間出現活動部件，在維修或檢修結束后進行恢復和開機狀態下由于汽輪機發電機組中如果存留的活動部件就會在汽流的沖擊下撞傷甚至損壞汽輪機葉片，這樣不但會引發汽輪機組的振動產生從而造成嚴重的事故，這種情況會對機組振動的診斷帶來困難，因此我們在檢修或維修過程中一定要避免發電機組內有活動部件的存在情況。

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如何又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不一樣，在運行規程所允許的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。軸封進汽溫度對機組振動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，這兩方面對機組振動的影響機理在前面已經述及。

3.4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量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。

3.6斷葉片

當汽輪機發生斷葉片時，轉子的質量分布明顯發生改變，因此機組的振動會發生明顯的變化，這種情況在現場有時可能不會被察覺，因為振動的變化既包括振動大小的變化也包括振動相位的變化，而現場大多數儀表只能監視振動大小的變化。為了盡量避免斷葉片的現象發生，除了在設計制造和安裝檢修期間采用適當的措施來保證外，運行中在增減機組負荷時應盡量平穩。

4、結束語

從上文的分析中，我們對引起汽輪發電機組振動的主要因素進行了詳細的分析，并且提出了一些意見，除此之外，我們還要加強管理，提高重視，增強人員的技術水平，從多個方面促進汽輪發電機組振動的控制水平的提高，促進經濟效益的提升。

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（作者單位：安徽晉煤中能化工有限公司）