汽轮发电机组突发性不稳定振动

2013-04-07张鹏飞

时代农机 2013年1期

张鹏飞

（山东电力建设第三工程公司，山西交城 030500）

汽轮发电机组在实际运行中出现突发性不稳定振动对发电机组的危害特别大，如果不及时查明故障原因，排除故障会对设备造成巨大的损坏，甚至会造成发电机组的长期停运。在实际运行中，如果发现发电机组出现突发性不稳定振动，应及时采取防对措施。但是由于导致突发性振动的的原因比较多而且比较复杂，因此对常见的故障原因进行了解对发电机组的维护和运行具有重要意义。

1 突发性振动的常见原因分析

（1）汽轮发电机的转子运行中由于局部冷却产生热弯曲现象。由于汽轮机的进汽管或者汽缸疏水不顺畅或者汽缸进水以及水封漏水等原因，造成发电机的大轴遇到低温蒸汽或者水，遇冷转轴部分冷却，由于此时热交换很强烈，转子发生严重的不均衡热弯曲，会导致发电机组出现突发性不稳定振动。这种突发性不稳定振动的特点是振动的变化比较迅速，且在较短时间内振动幅度比较大，也有可能会在较短的时间内迅速消失，没有一定的规律可循。其他原因造成转子发生热弯曲引起的振动现象，比较缓慢，振动的产生与消失都是一个相对缓慢的过程。运用快速停止发电机，测量临界转速的下振动变化与盘车转速下测的转子弯曲值等不能有效快速的验证是否是由于转子发生热弯曲现象而导致发电机组的突发性振动。

当发电机组一直在低负荷下运行或者负荷的变化波动比较大且频繁时，若控制不好汽轮机的进汽参数，并且根据进汽参数的变化及时的对主汽管道进行疏水，会导致低温蒸汽或者疏水进入汽轮机内，造成转轴的局部冷却，致使转子产生热弯曲现象，进而导致发电机组产生突发性的不稳定振动。因此，在发电机组经常处于低负荷运行的情况下，应对机组的参数进行密切监测，并且经常性的对疏水进行排放，避免不稳定振动的故障出现。

（2）外界的干扰过大引起轴承油膜刚度出现正向非线性变化而出现低频振动。这种原因导致的机组振动主要表现为在发电机组带负荷运行或者升速的过程中汽轮发电机的轴承出现突发性的不稳定的振动。产生这种现象的主要原因是由于转子在制造或者安装过程中存在一定的偏差或者是转子残余的不平衡量偏差较大，对外界造成比较大的干扰，导致轴承油膜刚度呈现正向的非线性变化，引起电机出现低频振动。

产生低频振动的机理。是由于轴瓦和轴颈之间的油楔类似于一根弹簧，在轴承内的垂直方向轴颈在一定范围内引起变动，使油膜刚度呈现出线性变化。若在轴瓦中轴的位置偏高或者偏低都会引起油膜刚度呈现出比较强烈的非线性变化。轴承中轴的位置偏高，且位于轴的中心附近时，会引起油膜刚度的快速降低，导致轴产生半速涡动或者是油膜振荡。轴承中轴的位置偏低时，在比较接近轴瓦的底部情况下，油膜的刚度就会急剧的增加，会产生较大的油膜切向力，导致转子产生剧烈的低频振动，又叫分频振动。

产生低频振动的主要原因。由于转子一直受到一定的随机激励，能激发起轴系的涡动，如果油膜在线性区变化，系统就具有较高的定性，使产生的振动能够迅速的衰减，这种振动并未明显表现出来。若转速、对中、油压和油温以及轴振等超出系统的稳定性临界值时，会导致油膜的涡动持续产生。此种类型的振动，可对润滑油的温度进行调整或者改变油压来抑制低频振动的产生。在进行检修时，调整好轴承座的标高，将靠背轮的飘偏与晃度降低，同时将转子中心校正，降低转子运行时引起的不平衡力，提高整个轴系的稳定性。

（4）设计中存在的缺陷,产品质量差。对汽轮发电机的突发性不稳定振动的原因进行分析，强迫振动与自激振动相互交织，但是引起振动的主要原因有两个大方面。第一，汽轮发电机在设计时存在严重的不足，导致轴系的稳定性偏低，且抗干扰能力较差，对引起的振动比较敏感。第二，汽轮发电机在制造和加工的过程中存在严重的质量问题。轴系上存在质量缺陷，自身振动的同时，会诱使其他部件异常振动。