張鵬飛

（山東電力建設(shè)第三工程公司，山西 交城 030500）

汽輪發(fā)電機(jī)組在實際運(yùn)行中出現(xiàn)突發(fā)性不穩(wěn)定振動對發(fā)電機(jī)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(shè)備造成巨大的損壞，甚至?xí)斐砂l(fā)電機(jī)組的長期停運(yùn)。在實際運(yùn)行中，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)突發(fā)性不穩(wěn)定振動，應(yīng)及時采取防對措施。但是由于導(dǎo)致突發(fā)性振動的的原因比較多而且比較復(fù)雜，因此對常見的故障原因進(jìn)行了解對發(fā)電機(jī)組的維護(hù)和運(yùn)行具有重要意義。

1 突發(fā)性振動的常見原因分析

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

當(dāng)發(fā)電機(jī)組一直在低負(fù)荷下運(yùn)行或者負(fù)荷的變化波動比較大且頻繁時，若控制不好汽輪機(jī)的進(jìn)汽參數(shù)，并且根據(jù)進(jìn)汽參數(shù)的變化及時的對主汽管道進(jìn)行疏水，會導(dǎo)致低溫蒸汽或者疏水進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)，造成轉(zhuǎn)軸的局部冷卻，致使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱彎曲現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生突發(fā)性的不穩(wěn)定振動。因此，在發(fā)電機(jī)組經(jīng)常處于低負(fù)荷運(yùn)行的情況下，應(yīng)對機(jī)組的參數(shù)進(jìn)行密切監(jiān)測，并且經(jīng)常性的對疏水進(jìn)行排放，避免不穩(wěn)定振動的故障出現(xiàn)。

（2）外界的干擾過大引起軸承油膜剛度出現(xiàn)正向非線性變化而出現(xiàn)低頻振動。這種原因?qū)е碌臋C(jī)組振動主要表現(xiàn)為在發(fā)電機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行或者升速的過程中汽輪發(fā)電機(jī)的軸承出現(xiàn)突發(fā)性的不穩(wěn)定的振動。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是由于轉(zhuǎn)子在制造或者安裝過程中存在一定的偏差或者是轉(zhuǎn)子殘余的不平衡量偏差較大，對外界造成比較大的干擾，導(dǎo)致軸承油膜剛度呈現(xiàn)正向的非線性變化，引起電機(jī)出現(xiàn)低頻振動。

產(chǎn)生低頻振動的機(jī)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(nèi)的垂直方向軸頸在一定范圍內(nèi)引起變動，使油膜剛度呈現(xiàn)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(xiàn)出比較強(qiáng)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(dǎo)致軸產(chǎn)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(chǎn)生較大的油膜切向力，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生劇烈的低頻振動，又叫分頻振動。

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

（4）設(shè)計中存在的缺陷,產(chǎn)品質(zhì)量差。對汽輪發(fā)電機(jī)的突發(fā)性不穩(wěn)定振動的原因進(jìn)行分析，強(qiáng)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(fā)電機(jī)在設(shè)計時存在嚴(yán)重的不足，導(dǎo)致軸系的穩(wěn)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(fā)電機(jī)在制造和加工的過程中存在嚴(yán)重的質(zhì)量問題。軸系上存在質(zhì)量缺陷，自身振動的同時，會誘使其他部件異常振動。

2 預(yù)防措施和建議

（1）確保加工和制造以及安裝檢修的質(zhì)量，是保障機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提。在對軸承進(jìn)行調(diào)試的時候，嚴(yán)格遵守作業(yè)規(guī)范確保作業(yè)質(zhì)量，對于容易出現(xiàn)問題的地方采用儀器進(jìn)行輔助測量，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

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

（3）對汽輪發(fā)電機(jī)的選型進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)有在線的監(jiān)控系統(tǒng)對機(jī)組的各項參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控和記錄。尤其是在產(chǎn)生突發(fā)性振動時各個參數(shù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，便于工作人員對振動原因進(jìn)行分析和查找。

（4）加強(qiáng)工作人員的責(zé)任心，提高專業(yè)能力。在機(jī)組進(jìn)行低負(fù)荷工作時，對各參數(shù)進(jìn)行密切監(jiān)測，一旦發(fā)生異常振動，能及時有效的進(jìn)行控制和排除故障。

（5）在對故障進(jìn)行分析處理時，參照相關(guān)數(shù)據(jù)，正確的查找故障源。避免出現(xiàn)錯誤操作，引起不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

3 結(jié)語

汽輪發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生故障的原因比較復(fù)雜，在進(jìn)行故障排除時，應(yīng)結(jié)合相關(guān)的數(shù)據(jù)和先進(jìn)的精密儀器進(jìn)行分析和排查。針對汽輪發(fā)電機(jī)組經(jīng)常出現(xiàn)的故障，對其原因進(jìn)行了解和掌握對機(jī)組的后期維護(hù)和故障排查具有重要的意義。

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