余熱發(fā)電汽輪機(jī)的安裝對(duì)機(jī)組振動(dòng)的影響

Impact of Cogeneration Turbine Installation on Units Vibration

侯躍光，高永紅

在余熱發(fā)電工程中，汽輪機(jī)安裝是安裝行業(yè)中精度要求較高、難度較大、工藝復(fù)雜的安裝工程。汽輪機(jī)安裝過程中振動(dòng)往往是最難分析、最難消除的問題。如果汽輪機(jī)振動(dòng)超標(biāo)，有可能導(dǎo)致汽輪機(jī)無法正常啟動(dòng)，當(dāng)機(jī)組長期在振動(dòng)超標(biāo)的狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組壽命縮短，不能達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行，甚至?xí)斐赏蝗煌C(jī)的嚴(yán)重后果。

引起汽輪機(jī)振動(dòng)的原因是多方面的，有生產(chǎn)廠家制造的原因，如轉(zhuǎn)子不平衡不合格引起機(jī)組振動(dòng)；有包裝運(yùn)輸過程中的原因，如轉(zhuǎn)子支架精度達(dá)不到要求，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的存放、運(yùn)輸途中受自重彎曲變形；也有安裝過程中的原因，如基礎(chǔ)不合格、軸系不同心、缸體受外力、滑銷系統(tǒng)受阻等。下面就引起機(jī)組振動(dòng)的幾個(gè)關(guān)鍵工序進(jìn)行分析，提出可靠合理的預(yù)防措施。

1 基礎(chǔ)

（1）汽輪機(jī)基礎(chǔ)質(zhì)量控制貫穿于土建施工的全過程，特別是夯實(shí)、墊層施工、扎筋、澆筑和養(yǎng)護(hù)階段，必須嚴(yán)格按照施工圖紙和規(guī)范要求施工，保證基礎(chǔ)有足夠的強(qiáng)度，各測點(diǎn)沉降量基本一致，且到機(jī)組安裝試運(yùn)后，沉降量趨于零。如果在安裝過程中，出現(xiàn)基礎(chǔ)下沉，則會(huì)導(dǎo)致臺(tái)板與基礎(chǔ)不密實(shí)，在機(jī)組空負(fù)荷運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)振動(dòng)。

（2）二次灌漿質(zhì)量不高。其中包括未充實(shí)和水泥標(biāo)號(hào)較低。

（3）基礎(chǔ)臺(tái)板墊鐵走動(dòng)。這種現(xiàn)象主要是由于二次灌漿質(zhì)量不好、臺(tái)板墊鐵間距過大、吃力不均、墊鐵之間及與臺(tái)板之間未焊牢，在過大軸承振動(dòng)下使墊鐵發(fā)生走動(dòng)。

（4）基礎(chǔ)臺(tái)板墊鐵過高。這種現(xiàn)象對(duì)軸承座垂直方向動(dòng)剛度影響不大，但顯著降低了軸承座水平和軸向動(dòng)剛度，而且往往在較大軸向振動(dòng)作用下，使軸承座臺(tái)板二次灌漿松裂，其動(dòng)剛度進(jìn)一步降低，形成惡性循環(huán)。

（5）基礎(chǔ)浸油。二次灌漿浸油，使其強(qiáng)度顯著降低，嚴(yán)重的在振動(dòng)作用下可使二次灌漿松裂，甚至使二次灌漿與臺(tái)板分離，使振動(dòng)進(jìn)一步擴(kuò)大。汽機(jī)運(yùn)行過程中，本身存在一定的振動(dòng)，如果基礎(chǔ)質(zhì)量不過關(guān)，這種振動(dòng)會(huì)對(duì)基礎(chǔ)造成影響，受到破壞的基礎(chǔ)又會(huì)造成更大的振動(dòng)。

2 軸承座的安裝質(zhì)量及軸承中心標(biāo)高的控制

在汽輪機(jī)基礎(chǔ)放線、墊鐵基礎(chǔ)研磨、墊鐵布置、臺(tái)板就位后，就可以進(jìn)行軸承座的安裝工作了。在安裝過程中必須按照?qǐng)D紙技術(shù)要求及現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，必要時(shí)進(jìn)行多次測量，以求其加權(quán)平均值。特別注意軸承座幾何中心必須與軸承承力中心重合。否則，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行，軸勁承力中心沿軸向周期變化時(shí)，軸承幾何中心與軸勁承力中心不重合而產(chǎn)生力矩，當(dāng)軸承軸向剛度不足時(shí)，便產(chǎn)生軸承軸向振動(dòng)，因此，增大軸承座的連接剛性，軸承座底面與基礎(chǔ)要貼合密實(shí)，接觸點(diǎn)要達(dá)到75%以上，0.05mm塞尺不入。

另外，還要保證汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端支持軸承的標(biāo)高符合圖紙的規(guī)范要求，以使兩端軸承的負(fù)荷分配合理。否則，負(fù)荷較輕的一端軸瓦內(nèi)油膜會(huì)形成不良或根本不能建立油膜，極易誘發(fā)機(jī)組的自激振動(dòng)，包括油膜振動(dòng)和氣流激振等；對(duì)于負(fù)荷較重的一端，軸瓦烏金溫度必然偏高，當(dāng)溫度高到瓦溫允許上限時(shí)，容易產(chǎn)生碾瓦現(xiàn)象，從而引發(fā)機(jī)組的振動(dòng)。

3 汽缸及缸內(nèi)部件中心找正

汽缸就位以后，缸體及缸內(nèi)部件找中心就成了這道工序的關(guān)鍵，關(guān)系到機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行，必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙及規(guī)范要求施工。在安裝過程中，注意使缸體中心、隔板中心保持一致，如果缸內(nèi)動(dòng)靜部分不能保持同心，則動(dòng)靜間隙不均，造成運(yùn)行時(shí)蒸汽在圓周上不均勻泄漏，會(huì)引起間隙自激振動(dòng)。當(dāng)動(dòng)靜部分間隙嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)會(huì)引起動(dòng)靜摩擦，若摩擦發(fā)生在轉(zhuǎn)軸處，會(huì)使轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲，運(yùn)行不穩(wěn)定，出現(xiàn)強(qiáng)迫振動(dòng)。

4 軸系連接的平直和同心是汽輪機(jī)安裝的中心環(huán)節(jié)

轉(zhuǎn)子水平放置時(shí)，由于自重而產(chǎn)生靜撓曲，所以機(jī)組各轉(zhuǎn)子在安裝后，其中心線應(yīng)在一條光滑連續(xù)的軸線上。如果軸線的位置形狀不同，則各軸承的負(fù)荷也不同，因此軸線可按軸承不同位置確定。只有當(dāng)整個(gè)轉(zhuǎn)子連在一起，呈一條光滑的軸線，才能保證這個(gè)轉(zhuǎn)子平穩(wěn)運(yùn)行。當(dāng)轉(zhuǎn)子揚(yáng)度確定后，汽機(jī)縱向水平隨之而定，各軸承負(fù)荷、轉(zhuǎn)子受力、軸向力等也隨之而定。另外，還要保證聯(lián)軸器法蘭外圓于軸承同心，對(duì)輪瓢偏擺度不能超標(biāo)。

5 滑銷系統(tǒng)

滑銷系統(tǒng)的作用是支撐汽缸和軸承座，既要允許機(jī)組帶負(fù)荷受熱時(shí)汽缸及軸承座膨脹，又要保持汽缸與轉(zhuǎn)子的中心和各部件的軸向相對(duì)位置的變化在通流部分的輻向及軸向間隙允許的范圍內(nèi)，而不能讓其自由膨脹。所以滑銷在安裝時(shí)必須保證安裝間隙，如果間隙過大，會(huì)造成汽缸、轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置變化；如果間隙過小則會(huì)造成卡澀，妨礙汽缸膨脹引起機(jī)組較大振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至不能起車或引發(fā)動(dòng)靜碰磨。

6 系統(tǒng)清潔

在安裝過程中必須保證汽機(jī)整個(gè)系統(tǒng)清潔無異物，包括汽缸合箱前的內(nèi)部清潔、蒸汽管道的吹掃合格、潤滑油系統(tǒng)的沖洗合格、轉(zhuǎn)子大軸中心孔無異物。如果有異物進(jìn)入汽輪機(jī)，可能會(huì)在開機(jī)時(shí)在氣流的沖擊下?lián)p傷葉片，造成嚴(yán)重事故并引發(fā)機(jī)組振動(dòng)；潤滑系統(tǒng)不合格會(huì)對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的軸瓦造成嚴(yán)重?fù)p傷，引發(fā)振動(dòng)或停機(jī)；中心孔內(nèi)有異物機(jī)組也會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)異常的現(xiàn)象。

7 螺栓緊固

在安裝時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的螺栓緊固必須按照規(guī)范或技術(shù)要求進(jìn)行。尤其是轉(zhuǎn)動(dòng)支撐部位的螺栓和基礎(chǔ)螺栓。一般基礎(chǔ)螺栓的緊固在安裝時(shí)保證得比較好，而軸承的螺栓更易出現(xiàn)問題。如果軸承螺栓未擰緊，會(huì)對(duì)軸承的穩(wěn)定性造成影響，在同樣大小的激振力下引發(fā)較大振動(dòng)。

8 調(diào)試階段

在調(diào)試過程中，汽輪機(jī)油的循環(huán)過濾工作是關(guān)系到機(jī)組能否正常啟動(dòng)的關(guān)鍵一環(huán)，必須保證油在系統(tǒng)中充分循環(huán)并過濾，最后的油質(zhì)指標(biāo)達(dá)到合格方能啟動(dòng)汽輪機(jī)，否則絕不允許機(jī)組啟動(dòng)。

機(jī)組在啟動(dòng)時(shí)，必須按照廠家要求進(jìn)行暖機(jī)，保證汽缸膨脹達(dá)到廠家要求的參數(shù)，否則會(huì)由于汽缸膨脹不均勻造成振動(dòng)增大。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)控制各部參數(shù)在額定范圍內(nèi)，保證機(jī)組平穩(wěn)安全運(yùn)行。

總之，汽輪機(jī)作為一種高轉(zhuǎn)速設(shè)備，極易發(fā)生異常振動(dòng)，而每一種異常的振動(dòng)，都有可能造成設(shè)備損壞或較大的事故。所以在安裝中，嚴(yán)格控制每一步施工步驟，留下詳實(shí)的施工數(shù)據(jù)，是保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)、消除設(shè)備振動(dòng)的有效途徑。

TQ172.625.9

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1001-6171（2013）05-0104-02

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2012-12-27； 編輯：呂 光