汽輪機(jī)組產(chǎn)生振動原因探討

時(shí)間：2019-06-25作者：河北國源電氣股份有限公司瀏覽：131

　　前言
　　汽輪發(fā)電機(jī)組振動的大小直接關(guān)系到機(jī)組能否安全運(yùn)行，而對于發(fā)電廠來說安全就是較大的經(jīng)濟(jì)效益。引起機(jī)組振動過大或者不正常的原因有很多，既有設(shè)計(jì)制造方面的原因，也有運(yùn)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介紹。
　　1 設(shè)計(jì)制造方面
　　汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合則會因?yàn)檗D(zhuǎn)子的不平衡而產(chǎn)生一個離心力，這個離心力對軸承產(chǎn)生一個激振力使之引起機(jī)組振動，如果這個離心力過大，則機(jī)組的振動就會異常。所以，汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在裝配時(shí)每裝配一級葉片都應(yīng)該對該級葉片進(jìn)行動平衡試驗(yàn)，整個轉(zhuǎn)子裝配完成后在出廠之前還應(yīng)該對整個轉(zhuǎn)子進(jìn)行低速和高速動平衡，以確保轉(zhuǎn)子的不平衡量在一個合格的范圍內(nèi)。
　　在制造廠家，轉(zhuǎn)子不平衡量較大的原因主要由是機(jī)械加工精度不夠和裝配質(zhì)量較差引起，所以必須提高加工精度，同時(shí)保證裝配質(zhì)量，從而才能保證轉(zhuǎn)子的原始不平衡量不致于太大。另外，如果機(jī)組的設(shè)計(jì)不當(dāng)也會引起機(jī)組的振動。例如，在設(shè)計(jì)階段軸承的選用是非常重要的，如果軸承選取不當(dāng)，則會因?yàn)檩S承穩(wěn)定性太差而轉(zhuǎn)子較小的不平衡量也可能引起機(jī)組較大的振動，或者油膜形成不好而較易誘發(fā)油膜振動。
　　2 安裝和檢修方面
　　安裝和檢修對機(jī)組振動的影響非常大，根據(jù)對現(xiàn)場機(jī)組振動的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場很多機(jī)組的振動過大都是由于安裝和檢修不當(dāng)引起的，或者說機(jī)組的振動很多時(shí)候都是可以通過安裝或檢修來解決的。針對現(xiàn)場情況，下面重點(diǎn)介紹對機(jī)組振動有明顯影響的幾個方面。
　　2．1軸承標(biāo)高
　　不管是汽輪機(jī)還是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，其兩端都是由軸承支撐的，如果兩端的軸承標(biāo)高不在一個合理的范圍內(nèi)，則兩端軸承的負(fù)荷分配就不合理。因此在機(jī)組大修或者安裝期間，應(yīng)該根據(jù)制造廠家的建議，再結(jié)合各廠的實(shí)際情況對機(jī)組軸承標(biāo)高進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)整。因?yàn)橹圃鞆S家提供的數(shù)據(jù)是根據(jù)機(jī)組冷態(tài)時(shí)的情況再綜合一般機(jī)組受熱后膨脹的情況得出的，由于各臺機(jī)組的實(shí)際情況不盡相同，因此受熱后的膨脹也不完全一樣，所以必須結(jié)合各廠的實(shí)際情況對機(jī)組軸承標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。
　　2．2機(jī)組中心
　　機(jī)組中心應(yīng)包括轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度、支撐轉(zhuǎn)子各軸承的標(biāo)高、軸系連接的同心度和平直度。如果轉(zhuǎn)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(fā)生在轉(zhuǎn)軸處，則會使轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲而引起不穩(wěn)定普通強(qiáng)迫振動。
　　2．3滑銷系統(tǒng)
　　不論是汽輪機(jī)還是發(fā)電機(jī)，當(dāng)機(jī)組帶負(fù)荷受熱后都要產(chǎn)生膨脹，而又不能讓其自由膨脹，滑銷系統(tǒng)就是用于引導(dǎo)機(jī)組膨脹的。當(dāng)滑銷系統(tǒng)卡澀時(shí)，機(jī)組的膨脹就會受到限制，當(dāng)機(jī)組的膨脹受到限制時(shí)就會引起機(jī)組較大的振動，嚴(yán)重時(shí)以至于不能開機(jī)或者引起動靜碰磨，從而造成較大的破壞。
　　2．4動靜間隙
　　汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸和軸封之間以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間都存在間隙。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸之間的間隙過大時(shí)，汽輪機(jī)內(nèi)效率會降低；當(dāng)汽輪機(jī)與軸封之間的間隙過大時(shí)可能引起蒸汽外漏或者空氣內(nèi)漏，從而影響機(jī)組的效率和真空；當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙過大時(shí)同樣會影響發(fā)電機(jī)的效率。但是，它們之間的間隙又不能過小，否則將引起動靜碰磨，進(jìn)一步會使機(jī)組的振動變化，以至于機(jī)組的振動**標(biāo)。因此合理調(diào)整隔板汽封、端部汽封以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙是非常重要的。
　　2．5軸承自身特性
　　軸承自身特性對機(jī)組振動的影響主要包括軸瓦緊力、**隙和連接剛度等幾個方面。軸瓦緊力和**隙主要影響軸承的穩(wěn)定性，如果軸承的穩(wěn)定性太差，在外界因素的影響下*使機(jī)組振動**標(biāo)。軸承的連接情況主要對軸承剛度產(chǎn)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(xiàn)場經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于連接螺栓未擰緊而引起振動的現(xiàn)象。
　　2．6轉(zhuǎn)子中心孔
　　現(xiàn)代汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子大軸大都留有中心孔，在中心孔兩端用堵頭封堵，在檢修期間如果不慎讓異物（包括油、水等）進(jìn)入中心孔，在轉(zhuǎn)子裝復(fù)回原后開機(jī)，機(jī)組肯定會出現(xiàn)振動異常的現(xiàn)象。
　　2．7活動部件
　　檢修期間如果有活動部件進(jìn)入汽輪機(jī)，大修后開機(jī)活動部件可能在汽流的沖擊下撞傷甚至損壞汽輪機(jī)葉片，從而造成嚴(yán)重的事故，并引發(fā)機(jī)組振動；如果發(fā)電機(jī)內(nèi)存在活動部件，一方面可能一起發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路，另一方面可能引起機(jī)組振動的不穩(wěn)定，這將會對機(jī)組振動的診斷帶來困難。
　　3 運(yùn)行方面
　　如果在機(jī)組設(shè)計(jì)制造、安裝和檢修期間各方面都做得比較**，那機(jī)組就不會因?yàn)檎駝舆^大而影響運(yùn)行了嗎？答案是否定的，機(jī)組的振動除了與上面的各方面因素有關(guān)外，還與機(jī)組的運(yùn)行狀況存在很大的關(guān)系。
　　3．1機(jī)組膨脹
　　**已經(jīng)講述機(jī)組滑銷系統(tǒng)對機(jī)組振動的影響情況，而機(jī)組的膨脹是受其滑銷系統(tǒng)制約的。當(dāng)滑銷系統(tǒng)本身不存在問題時(shí)，如果運(yùn)行人員操作不當(dāng)，機(jī)組也會出現(xiàn)膨脹不暢的問題。
　　3．2潤滑油溫
　　油膜的形成除了與軸承烏金有關(guān)外，還有一個重要因素就是潤滑油油溫，潤滑油油溫應(yīng)該在一個合理的范圍內(nèi)，過高過低都對油膜的形成不利。
　　3．3軸封溫度
　　每一軸封的溫度都不一樣，在運(yùn)行規(guī)程所允許的范圍內(nèi)調(diào)整軸封溫度會對機(jī)組的振動產(chǎn)生一定的影響。軸封溫度對機(jī)組振動的影響主要表現(xiàn)為溫度對軸承座標(biāo)高的影響和溫度對端部汽封處動靜間隙的影響.
　　3．4機(jī)組真空和排汽缸溫度
　　機(jī)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(jī)組來說，排汽缸溫度的變化主要表現(xiàn)在對軸承座標(biāo)高的影響上，所以會對機(jī)組的振動產(chǎn)生影響。
　　3．5斷葉片
　　當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生斷葉片時(shí)，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布明顯發(fā)生改變，因此機(jī)組的振動會發(fā)生明顯的變化，這種情況在現(xiàn)場有時(shí)可能不會被察覺，因?yàn)檎駝拥淖兓劝ㄕ駝哟笮〉淖兓舶ㄕ駝酉辔坏淖兓F(xiàn)場大多數(shù)儀表只能監(jiān)視振動大小的變化。為了盡量避免斷葉片的現(xiàn)象發(fā)生，除了在設(shè)計(jì)制造和安裝檢修期間采用適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀ＷC外，運(yùn)行中在增減機(jī)組負(fù)荷時(shí)應(yīng)盡量平穩(wěn)。
　　結(jié)束語
　　總之，對轉(zhuǎn)動機(jī)械來說，微小的振動是不可避免的，振動幅度不**過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的屬正常振動。這里所說的振動，系指機(jī)組轉(zhuǎn)動中振幅比原有水平增大，特別是增大到**過允許標(biāo)準(zhǔn)的振動，也就是異常振動。任何一種異常振動都潛伏著設(shè)備損壞的危險(xiǎn)。比如軸系質(zhì)量失去平衡（掉葉片、大軸彎曲、軸系中心變化、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水路局部堵塞等）、動靜磨擦、膨脹受阻、軸承磨損或軸承座松動，以及電磁力不平衡等等都會表面在振動增大，甚至強(qiáng)烈振動。而強(qiáng)烈振又會導(dǎo)致機(jī)組其他零部件松動甚至損壞，加劇動靜部分摩擦，形成惡性循環(huán)，加劇設(shè)備損壞程度。因此，新安裝或檢修后的機(jī)組，必須經(jīng)過試運(yùn)行，測試各軸承振動及各軸承處軸振在合格標(biāo)準(zhǔn)以下，方可將機(jī)組投入運(yùn)行。振動**標(biāo)的則必須查找原因，采取措施將振動降到合格范圍內(nèi)，才能移交生產(chǎn)或投入正常運(yùn)行。多年來，不少機(jī)組因振動大而拖延了投產(chǎn)期和檢修期。對生產(chǎn)運(yùn)行來說，接收了振動符合標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)組以后，還必須加強(qiáng)振動監(jiān)督，對振動監(jiān)測做到制度化、經(jīng)常化，必須在機(jī)組振動突然增大達(dá)到規(guī)程規(guī)定值時(shí)，及時(shí)果斷地將機(jī)組停運(yùn)，防止擴(kuò)大損壞，或?qū)φ駝与m然增大，但尚未達(dá)到規(guī)程規(guī)定緊急停機(jī)數(shù)值的異常及時(shí)對比分析，查找原因，并采取措施防止設(shè)備損壞事故的發(fā)生。


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  摘要：本文就汽輪機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的**速事故進(jìn)行舉例，并對汽輪機(jī)**速事故的預(yù)防措施進(jìn)行研究。 關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；**速事故；預(yù)防 一、汽輪機(jī)設(shè)備的運(yùn)行及特點(diǎn) 眾所周知，汽輪機(jī)都具有高壓、高溫、高轉(zhuǎn)速，結(jié)構(gòu)復(fù)雜精密，動靜間隙較其小的特點(diǎn)。汽輪機(jī)在停機(jī)、啟動及負(fù)荷大幅度變化等各種情況下，其動靜部分的收縮、膨脹都將會引起動靜間隙和脹差變化的明顯變化，因此，推力的變化和由熱應(yīng)力而引起的變形等，都會嚴(yán)重威脅到汽輪機(jī)