汽轮发电机组振动的影响因素

李中元

摘要：汽轮发电机组的振动是一种汽车不正常的发动状态，本文通过找出机组振动的各种原因，主要包括：转子质量不平衡、动静部件碰磨、油膜震荡、汽流激振、轴系不对中、密封装置摩擦、转子热不平衡、结构共振、转子裂纹等，研究各种原因的振动特征，为准确判断振动原因提供依据。

关键词：汽轮发电机组；振动；质量不平衡；动静碰磨；汽流激振

Abstract: the turbine vibration is a car not normal launch state, this article through to find out the various reasons for the vibration, mainly including: rotor imbalance quality, movement parts touch grinding, oil film concussion, the steam flow induced vibration and shaft seals and sealing devices be friction and rotor imbalance thermal and structure resonance, rotor crack, etc, to study various causes vibration characteristics, for accurate judgement of the vibration for provides the basis.

Keywords: steam turbine unit; Vibration; Quality is not balanced; Action touch ground; Steam flow induced vibration

中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A文章编号：

一、引言

汽车发电机组的振动是机组运行过程中经常发生的故障，引起机组振动的原因有多种，其中包含有：转子质量不平衡、转子热弯曲、叶片(或平衡块)脱落、轴系不对中、联轴器松动、动静部件碰磨、油膜涡动、油膜振荡、汽流激振、结构共振、结构刚度不足、转子裂纹、转子中心孔进油、转轴截面刚度不对称、轴承座刚度不对称、轴承磨损、轴承座松动、瓦盖松动、瓦盖紧力不足、瓦体球面接触不良、叶轮松动、轴承供油不足、发电机匝间短路、冷却通道堵塞、磁力不对中、密封瓦碰磨等问题。

二、机组的振动特征及原因

1、安装和检修方面

1.1 轴承标高

不管是汽轮机还是发电机转子，其两端都是由轴承支撑的，如果两端的轴承标高不在一个合理的范围内，则两端轴承的负荷分配就不合理。因为制造厂家提供的数据是根据机组冷态时的情况再综合一般机组受热后膨胀的情况得出的，由于各台机组的实际情况不尽相同，因此受热后的膨胀也不完全一样，所以必须结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行调整。

1.2 机组中心

机组中心应包括转子与汽缸或静子的同心度、支撑转子各轴承的标高、轴系连接的同心度和平直度。如果转子与汽缸或静子的同心度偏差过大，则可能会引起汽流激振、电磁激振和动静碰磨。若碰磨发生在转轴处，则会使转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。

1.3 滑销系统

当滑销系统卡涩时，机组的膨胀就会受到限制，当机组的膨胀受到限制时就会引起机组较大的振动，严重时以至于不能开机或者引起动静碰磨，从而造成更大的破坏。

1.4动静间隙

汽轮机转子与汽缸和轴封之间以及发电机转子与静子之间都存在间隙。当汽轮机转子与汽缸之间的间隙过大时，汽轮机内效率会降低；当汽轮机与轴封之间的间隙过大时可能引起蒸汽外漏或者空气内漏，从而影响机组的效率和真空；当发电机转子与静子之间的间隙过大时同样会影响发电机的效率。

1.5轴承自身特性

轴承自身特性对机组振动的影响主要包括轴瓦紧力、顶隙和连接刚度等几个方面。轴瓦紧力和顶隙主要影响轴承的稳定性，如果轴承的稳定性太差，在外界因素的影响下容易使机组振动超标。

1.6 转子中心孔

现代汽轮机转子大轴大都留有中心孔，在中心孔两端用堵头封堵，在检修期间如果不慎让异物（包括油、水等）进入中心孔，在转子装复回原后开机，机组肯定会出现振动异常的现象。

1.7 活动部件

检修期间如果有活动部件进入汽轮机，大修后开机活动部件可能在汽流的冲击下撞伤甚至损坏汽轮机叶片，从而造成严重的事故，并引发机组振动；如果发电机内存在活动部件，一方面可能一起发电机内部短路，另一方面可能引起机组振动的不稳定，这将会对机组振动的诊断带来困难。

2、运行方面

如果在机组设计制造、安装和检修期间各方面都做得比较完美，那机组就不会因为振动过大而影响运行了吗？答案是否定的，机组的振动除了与上面的各方面因素有关外，还与机组的运行状况存在很大的关系。

2.1机组膨胀

前面已经讲述机组滑销系统对机组振动的影响情况，而机组的膨胀是受其滑销系统制约的。当滑销系统本身不存在问题时，如果运行人员操作不当，机组也会出现膨胀不畅的问题。

2.2润滑油温

油膜的形成除了与轴承乌金有关外，还有一个重要因素就是润滑油油温，润滑油油温应该在一个合理的范围内，过高过低都对油膜的形成不利。

2.3轴封温度

每一轴封的温度都不一样，在运行规程所允许的范围内调整轴封温度会对机组的振动产生一定的影响。

2.4 机组真空和排汽缸温度

机组真空和排汽缸温度总是相辅相成的，其中一个因素的变化必然引起另一个因素的改变。对于轴承座坐落在排汽缸上的机组来说，排汽缸温度的变化主要表现在对轴承座标高的影响上，所以会对机组的振动产生影响。

2.5 断叶片

当汽轮机发生断叶片时，转子的质量分布明显发生改变，因此机组的振动会发生明显的变化，这种情况在现场有时可能不会被察觉，因为振动的变化既包括振动大小的变化也包括振动相位的变化，而现场大多数仪表只能监视振动大小的变化。

三、总结

总之，对转动机械来说，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属正常振动。任何一种异常振动都潜伏着设备损坏的危险。比如轴系质量失去平衡（掉叶片、大轴弯曲、轴系中心变化、发电机转子内冷水路局部堵塞等）、动静磨擦、膨胀受阻、轴承磨损或轴承座松动，以及电磁力不平衡等等都会表面在振动增大，甚至强烈振动。而强烈振又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧动静部分摩擦，形成恶性循环，加剧设备损坏程度。振动超标的则必须查找原因，采取措施将振动降到合格范围内，才能移交生产或投入正常运行。多年来，不少机组因振动大而拖延了投产期和检修期。对生产运行来说，接收了振动符合标准的机组以后，还必须加强振动监督，对振动监测做到制度化、经常化，必须在机组振动突然增大达到规程规定值时，及时果断地将机组停运，防止扩大损坏，或对振动虽然增大，但尚未达到规程规定紧急停机数值的异常及时对比分析，查找原因，并采取措施防止设备损坏事故的发生。

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