有关影响汽轮发电机组振动的分析

周杨

（辽河油田电力集团公司热电厂汽机分场，辽宁 盘锦 124022）

安全生产是任何一个企业正常工作的基本要求，是企业员工生命的基本保证，是企业谋取利益的前提。在机械制造方面，汽轮发动机组是一个重要的影响因素，其振动频率的大小关乎企业的安全生产，影响汽轮电动机组振动不规范的原因既有设计构想和工作原理方面的内容，又有维修和维护方面。另外，进行发动机振动诊断机理的研究，不仅可以揭示表面振动信号的本质特征，了解振动在发动机结构中的产生和传播机理，而且可以确定表面振动信号与发动机机型、转速、负荷、工作状态等因素之间的内在联系，避免发动机结构的复杂性和动态特性带来的多变性，探索新的振动诊断方法以克服发动机试验建模的困难，提高振动诊断技术的可靠性和实用性。

1 有关电动机组

1.1 汽轮电动机组的设计制造

随着电力需求的迅速增长，电力负荷的多样性及可变性在所难免但是电能的不可储藏性决定了发电机组的工况必须随着电力负荷的变化而变化。所以，发电机组常常需要偏离设计工况运行。作为发电机组的原动力，汽轮机也必然受到工况运行的影响。

汽轮机在工作运行时，通过汽轮机的蒸汽流量发生变化，蒸汽流量大时，汽轮机工作效率高；反之，汽轮机工作效率低。因此，安装在汽轮上的发电机主要依靠蒸汽的排放量来进行监测，发电机在运转时要进行运动平衡测试，保证每个转子的运行在合理的范围内。

1.2 电动机组的安装和维修

电动机组在完成安装后，也要依据实际情况对电动机组的振动进行定期的维修，以免存在潜在的危险。而且一旦检查出机组的振动过大，也可以通过及时的维修来降低企业工作时发生的危险。

1.2.1 轴承标高。汽轮机和电动机组都不是孤立存在的，它们的两边都有轴承存在，经有关专家鉴定，轴承的高度制定了一个合理的范围，一旦超出这个标准范围，机器两端的压力负荷分配必定不正确。所以，在机组的安装和维修期间，要实事求是的对轴承的高度进行调整，保证汽轮机和电动机的工作安全、可靠。

1.2.2 电动机组的中心构造。电动机组的中心包括需要转动的轮子、支撑电动机结构的轴承、电动机的轮子与地面之间的距离。如果轮子与地面之间的距离相对过大，轴承的高度过高，这些都会使得电动机在实际工作时产生过多的摩擦，从而产生新的热动力，热动力会使得机组的轮子发生弯曲，引起轮子不必要的振动，减少电动机组的寿命。

1.2.3 滑销系统。是为了使汽轮机的汽缸定向自由膨胀或收缩，并保持机组各部件相对的正确位置，从而在汽缸与基座或轴承座之间所设置的一系列滑键。在汽轮机开始、运行和停止工作时，企业为了保证汽轮机每个部件正确地膨胀、收缩和定位，同时保证汽缸和转子正确运行，就要设计合理的滑销系统。机组的关键地方在低压缸的中心，由预埋在基础中的定位键和轴向定位键限制低压缸的中心移动；高中压缸由四只“猫爪”支托，“猫爪”搭在轴承箱上，“猫爪”与轴承箱之间通过键配合，“猫爪”在键上可以自由滑动。

1.2.4 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。但是，它们之间的间隙又不能过小，否则将引起动静碰磨，进一步会使机组的振动变化，以至于机组的振动超标。因此合理调整隔板汽封、端部汽封以及发电机转子与静子之间的间隙是非常重要的。

1.2.5 轴承自身特性。总的来说，轴承分为滑动轴承和滚动轴承。其中，滑动轴承为滑动摩擦，接触面大、结构简单、体积小、承载能力强、抗振性好、但摩擦系数大、易发热、需要充分的润滑，适宜低速重载。滚动轴承为滚动摩擦，与滑动轴承相比，接触面小、摩擦系数小、发热少；磨损少、精度保持性好；适宜较高的转速下运转。但承载能力稍差、抗振性较差。

1.2.6 活动部件。在机器进行定期维修时，如果发生问题进行彻底的维修后，在机器的下一次工作时要注意机器在巨大的气流作用下影响汽轮机的工作，以免造成严重的安全事故，引起电动机组的频繁振动。一旦发现过度的振动，会引起电动机工作的不稳定，造成电动机存在潜在的危险。

1.3 运行方面

1.3.1 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。

1.3.2 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。

1.3.3 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。轴封温度对机组振动的影响主要表现为温度对轴承座标高的影响和温度对端部汽封处动静间隙的影响。

1.3.4 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。

1.3.5 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。为了尽量避免断叶片的现象发生，除了在设计制造和安装检修期间采用适当的措施来保证外，运行中在增减机组负荷时应尽量平稳。

结语

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。而且强烈振动又会导致机组其他零部件松动甚至损坏，加剧部分摩擦，加剧设备损坏程度。因此，新安装或检修后的机组，必须经过试运行，测试各轴承振动及各轴承处轴振在合格标准以下，方可将机组投入运行。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。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，并采取措施防止设备损坏事故的发生。

[1]施维新.汽轮发电机组振动及事故.中国电力出版社，2008年

[2]《大型汽轮机原理》中国电力出版社，2005

[3]黄树红.发电设备状态检修与诊断方法.中国电力出版社，2008年