余热发电汽轮机的安装对机组振动的影响

2013-03-13

水泥技术 2013年5期

余热发电汽轮机的安装对机组振动的影响

Impact of Cogeneration Turbine Installation on Units Vibration

侯跃光，高永红

在余热发电工程中，汽轮机安装是安装行业中精度要求较高、难度较大、工艺复杂的安装工程。汽轮机安装过程中振动往往是最难分析、最难消除的问题。如果汽轮机振动超标，有可能导致汽轮机无法正常启动，当机组长期在振动超标的状态下运行时，会导致机组寿命缩短，不能达到满负荷运行，甚至会造成突然停机的严重后果。

引起汽轮机振动的原因是多方面的，有生产厂家制造的原因，如转子不平衡不合格引起机组振动；有包装运输过程中的原因，如转子支架精度达不到要求，导致转子的存放、运输途中受自重弯曲变形；也有安装过程中的原因，如基础不合格、轴系不同心、缸体受外力、滑销系统受阻等。下面就引起机组振动的几个关键工序进行分析，提出可靠合理的预防措施。

1 基础

（1）汽轮机基础质量控制贯穿于土建施工的全过程，特别是夯实、垫层施工、扎筋、浇筑和养护阶段，必须严格按照施工图纸和规范要求施工，保证基础有足够的强度，各测点沉降量基本一致，且到机组安装试运后，沉降量趋于零。如果在安装过程中，出现基础下沉，则会导致台板与基础不密实，在机组空负荷运行时出现振动。

（2）二次灌浆质量不高。其中包括未充实和水泥标号较低。

（3）基础台板垫铁走动。这种现象主要是由于二次灌浆质量不好、台板垫铁间距过大、吃力不均、垫铁之间及与台板之间未焊牢，在过大轴承振动下使垫铁发生走动。

（4）基础台板垫铁过高。这种现象对轴承座垂直方向动刚度影响不大，但显著降低了轴承座水平和轴向动刚度，而且往往在较大轴向振动作用下，使轴承座台板二次灌浆松裂，其动刚度进一步降低，形成恶性循环。

（5）基础浸油。二次灌浆浸油，使其强度显著降低，严重的在振动作用下可使二次灌浆松裂，甚至使二次灌浆与台板分离，使振动进一步扩大。汽机运行过程中，本身存在一定的振动，如果基础质量不过关，这种振动会对基础造成影响，受到破坏的基础又会造成更大的振动。

2 轴承座的安装质量及轴承中心标高的控制

在汽轮机基础放线、垫铁基础研磨、垫铁布置、台板就位后，就可以进行轴承座的安装工作了。在安装过程中必须按照图纸技术要求及现行相关规范严把质量关，必要时进行多次测量，以求其加权平均值。特别注意轴承座几何中心必须与轴承承力中心重合。否则，当机组运行，轴劲承力中心沿轴向周期变化时，轴承几何中心与轴劲承力中心不重合而产生力矩，当轴承轴向刚度不足时，便产生轴承轴向振动，因此，增大轴承座的连接刚性，轴承座底面与基础要贴合密实，接触点要达到75%以上，0.05mm塞尺不入。

另外，还要保证汽轮机和发电机转子两端支持轴承的标高符合图纸的规范要求，以使两端轴承的负荷分配合理。否则，负荷较轻的一端轴瓦内油膜会形成不良或根本不能建立油膜，极易诱发机组的自激振动，包括油膜振动和气流激振等；对于负荷较重的一端，轴瓦乌金温度必然偏高，当温度高到瓦温允许上限时，容易产生碾瓦现象，从而引发机组的振动。

3 汽缸及缸内部件中心找正

汽缸就位以后，缸体及缸内部件找中心就成了这道工序的关键，关系到机组的平稳运行，必须严格按照图纸及规范要求施工。在安装过程中，注意使缸体中心、隔板中心保持一致，如果缸内动静部分不能保持同心，则动静间隙不均，造成运行时蒸汽在圆周上不均匀泄漏，会引起间隙自激振动。当动静部分间隙严重超标时会引起动静摩擦，若摩擦发生在转轴处，会使转子发生弯曲，运行不稳定，出现强迫振动。

4 轴系连接的平直和同心是汽轮机安装的中心环节

转子水平放置时，由于自重而产生静挠曲，所以机组各转子在安装后，其中心线应在一条光滑连续的轴线上。如果轴线的位置形状不同，则各轴承的负荷也不同，因此轴线可按轴承不同位置确定。只有当整个转子连在一起，呈一条光滑的轴线，才能保证这个转子平稳运行。当转子扬度确定后，汽机纵向水平随之而定，各轴承负荷、转子受力、轴向力等也随之而定。另外，还要保证联轴器法兰外圆于轴承同心，对轮瓢偏摆度不能超标。

5 滑销系统

滑销系统的作用是支撑汽缸和轴承座，既要允许机组带负荷受热时汽缸及轴承座膨胀，又要保持汽缸与转子的中心和各部件的轴向相对位置的变化在通流部分的辐向及轴向间隙允许的范围内，而不能让其自由膨胀。所以滑销在安装时必须保证安装间隙，如果间隙过大，会造成汽缸、转子的相对位置变化；如果间隙过小则会造成卡涩，妨碍汽缸膨胀引起机组较大振动，严重时甚至不能起车或引发动静碰磨。

6 系统清洁

在安装过程中必须保证汽机整个系统清洁无异物，包括汽缸合箱前的内部清洁、蒸汽管道的吹扫合格、润滑油系统的冲洗合格、转子大轴中心孔无异物。如果有异物进入汽轮机，可能会在开机时在气流的冲击下损伤叶片，造成严重事故并引发机组振动；润滑系统不合格会对高速运转下的轴瓦造成严重损伤，引发振动或停机；中心孔内有异物机组也会出现振动异常的现象。