趙鐵

摘要：因汽輪機振動造成非正常停機在電廠的運行中占極大比例，給企業(yè)的安全生產(chǎn)造成了很大損失，通過分析查找振動大的原因，提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，汽輪發(fā)電機組在設(shè)計制造、安裝、檢修和運行幾個方面都有可能引起軸承的振動，并簡單介紹了汽輪發(fā)電機組的振動機理及影響因素。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機組；振動；影響因素

汽輪發(fā)電機是安裝行業(yè)中精度要求較高、難度較大、工藝復(fù)雜的安裝過程，振動往往是最難分析，最難消除的問題，如果汽輪機振動超標(biāo)，有可能導(dǎo)致機組無法正常啟動，當(dāng)機組長期在振動超標(biāo)下運行時，會導(dǎo)致機組運行壽命減短，汽輪發(fā)電機組軸承振動的大小直接關(guān)系到機組能否安全運行，而對于發(fā)電廠來說安全運行能帶來最大的經(jīng)濟效益。引起汽輪發(fā)電機組軸承振動過大或者異常的原因有很多，既有設(shè)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。

一、設(shè)計制造方面

汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子是一個高速旋轉(zhuǎn)的機械，如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合則會因為轉(zhuǎn)子的不平衡而產(chǎn)生一個離心力，這個離心力會對軸承產(chǎn)生一個激振力而使之引起機組振動，如果這個離心力過大，則機組的振動就會異常。所以，汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子在裝配時每裝配一級葉片都應(yīng)該對該級葉片進行動平衡試驗，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)。

二、安裝和檢修方面

汽輪發(fā)電機組在安裝和檢修過程中的工藝質(zhì)量對機組振動的影響非常大，針對現(xiàn)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。

1、基礎(chǔ)。汽輪機基礎(chǔ)的質(zhì)量控制貫穿于土建的施工全過程，特別是在夯實、墊層施工扎筋、澆筑和養(yǎng)護階段，必須嚴格按照施工圖紙和規(guī)范要求，保證基礎(chǔ)有足夠的強度，各測點澄江兩基本一致，且到機組安裝運行后，無沉降現(xiàn)象，如果在安裝過程中，出現(xiàn)基礎(chǔ)下沉或變形，則會出現(xiàn)基礎(chǔ)墊鐵與臺板有間隙，接觸不嚴實，從而增大機組的振動。

2、軸承自身特性。軸承自身特性對機組振動的也會產(chǎn)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。

3、動靜間隙。汽輪機轉(zhuǎn)子與汽缸和汽、軸封之間以及發(fā)電機轉(zhuǎn)子與靜子之間都存在間隙。當(dāng)汽輪機轉(zhuǎn)子與汽缸之間的間隙過大時，汽輪機內(nèi)效率會降低；當(dāng)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(nèi)漏，從而影響機組的效率和真空；當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙過大時同樣會影響發(fā)電機的效率。但是，它們之間的間隙又不能過小，否則將引起動靜碰磨，會使機組的振動超標(biāo)。因此合理調(diào)整隔板汽封、端部汽封以及發(fā)電機轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙是非常重要的。

4、軸系的連接。轉(zhuǎn)子水平放置時，由于自重而產(chǎn)生的靜繞曲，所以機組各轉(zhuǎn)子安裝后，其中心線連接應(yīng)在一條光滑連續(xù)的曲線上，如果曲線的位置形狀不同，則各軸承上的負荷也不同，因此曲線可按軸承的不同位置而定，只有當(dāng)整個轉(zhuǎn)子連接在一起，呈一條連續(xù)光滑的曲線，方能保證整個轉(zhuǎn)子運行平穩(wěn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子揚度確定后，汽機縱向水平隨之而定，各軸承負荷轉(zhuǎn)子受力也隨之而定。并且還要保證聯(lián)軸器同心。

5、浮動油檔的安裝。從現(xiàn)場大量的振動測試可知，浮動油檔碰磨振動可在任何形成軸系、不同軸向位置上產(chǎn)生顯著振動，由于現(xiàn)場安裝不當(dāng)，浮動環(huán)未獲得良好的密封效果，由于將徑向間隙和軸向間隙安裝過小會引起卡澀，過大的軸向間隙會使環(huán)失去導(dǎo)向和定位作用，使環(huán)在軸上發(fā)生歪斜，引起卡澀，鑒于此，在安裝期間，將徑向間隙適當(dāng)放大，保持合理的徑向和軸向間隙，避免引起振動。

三、運行方面

如果在機組設(shè)計制造、安裝和檢修期間各方面都能保證質(zhì)量，那機組就不會發(fā)生振動大而影響運行了嗎？答案是否定的，機組的振動除了與上面闡述的各方面因素有關(guān)外，還與機組的運行狀況存在很大的關(guān)系。

1、機組膨脹。前面已經(jīng)講到，機組的滑銷系統(tǒng)對機組振動的影響情況，而機組的膨脹是受其滑銷系統(tǒng)制約的。最明顯的例子是在開機過程中，當(dāng)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(chǎn)生熱應(yīng)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(dāng)機組的膨脹不充分時，極易引起機組的動靜碰磨而產(chǎn)生振動。

2、潤滑油溫。軸頸在軸瓦內(nèi)的穩(wěn)定性如何決定了機組誘發(fā)振動的可能性有多大，當(dāng)穩(wěn)定性太差時，外界因素的變化很容易引起機組振動的產(chǎn)生。而潤滑油在軸瓦內(nèi)形成的油膜如何又是影響轉(zhuǎn)子穩(wěn)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(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、軸封進汽溫度。每一軸封的進汽溫度都不一樣，在運行規(guī)程所允許的范圍內(nèi)調(diào)整軸封進汽溫度會對機組的振動產(chǎn)生一定的影響。軸封進汽溫度對機組振動的影響主要表現(xiàn)為進汽溫度對軸承座標(biāo)高的影響和溫度對端部汽封處動靜間隙的影響，這兩方面對機組振動的影響機理在前面已經(jīng)述及。

4、斷葉片。當(dāng)汽輪機發(fā)生斷葉片時，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布明顯發(fā)生改變，因此機組的振動會發(fā)生明顯的變化，這種情況在現(xiàn)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(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)計制造和安裝檢修期間采用適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀ＷC外，運行中在增減機組負荷時應(yīng)盡量平穩(wěn)。

結(jié)論：

汽輪機異常振動時汽輪機運行過程中不可避免的故障，同時也是較為常見的故障。在進行此類故障排除時，不能急于拆解機組，首先要根據(jù)故障特征進行故障分析，確定故障點后查看機組安裝及維修記錄，確認故障點零部件情況。如故障點零部件為剛剛檢修過并更換，因再次確認故障點，確認為改點后進行拆解。一般來講短期內(nèi)進過維護保養(yǎng)的部件出現(xiàn)故障的幾率遠遠小于維護時間長的部件。因此，在進行汽輪機異常振動原因分析時要格外注意。許多情況時需要維修人員長期積累的經(jīng)驗來判斷的，加強企業(yè)汽輪機組維護保養(yǎng)人員培訓(xùn)，提高維修人員素質(zhì)及專業(yè)技能時提高汽輪機故常排除效率的最佳途徑。