汽轮发电机组运行中的异常振动原因和解决方案

闫玉峰

摘 要：该文主要针对汽轮发电机组在运行中出现的异常振动危害进行详细阐述，同时，对日常生产中可能出现的异常振动原因进行分析，并对应其原因制定合理有效的解决方案，以求保障汽轮发电机组在未来的生产中能够安全顺畅运行。

关键词：汽轮发电机组 异常振动 措施

中图分类号：TK268 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（c）-0054-01

伴随着我国电力工业的不断发展，许多的大型汽轮发电机组被运用到实际生产中。但由于汽轮发电机组本身运行过程中参数较高，跨度较多，及绕度较大的特性，如果在较为恶劣的环境或设备较复杂的情况下运行很容易出现故障。工作过程中如果发生机组振动故障，我们需要依照其振动的特点来判定其主要原因，并给出及时有效的解决措施；避免因故障得不到及时解决而产生的进一步恶化，从而导致机器损坏或人身伤害问题的发生。

1 汽轮发电机组的异常振动危害

汽轮发电机组在平时工作中产生的振动危害主要体现在两个方面：工作人员的安全和机器设备的伤害。其中异常振动对机械设备的伤害主要为：增加汽轮机组动静设备之间的摩擦，导致设备零件在长时间的磨合中发生损坏，从而使设备零件提前老化毁损；由于零件的松动会伤害到机械周围物体，导致设备事故发生。由于汽轮机组的振动噪声，导致工作人员在工作时容易产生疲惫，损害身体健康，也阻碍了工作效率。在日常工作中对于维护汽轮发电机组运行的工作人员来说，其工作责任相对较重：保障机组在工作中发生振动时能够立刻找到导致振动的原因，并对其进行及时的分析，给予合理有效的解决方案。以此来维持生产工作的正常运作，保障工作人员的生命安全和机械设备的使用寿命。通过对机组设备振动原因的分析和问题的解决，不仅提升了生产设备的使用寿命，降低设备维修成本，而且也促进了企业的生产效益不断提升。

2 汽轮发电机组的振动原因及解决措施

2.1 被动强迫振动

（1）转子质量平衡性较差，其原因主要包括：①单个转子在制作中的质量问题，②运行中转子发生部分断落导致平衡降低，比如；挠性转子叶片断落，其最易造成转子不平衡。由此导致的振动现象包括：汽轮机或凝汽器内有声响，机组振动突然增大引起轴向位移显示增大，轴瓦温度、回油温度、推力瓦温度上升，如果叶片掉进抽汽管道中，容易造成逆止门卡涩，在停机时若经过临界转速区，其振动会加强。这些振动问题都是由于汽轮机的转子平衡性较差导致的，对此需清楚汽轮机组转子叶片断落原因，经相关分析其可能原因主要包括：杂物进入，汽缸内固定零部件脱落，胀差超限，叶片本身材料质量问题，叶片过负荷，转子长时间低周波运行，汽温过低造成末几级叶片湿度过大，开机或者停机时，负荷增减操作不当。针对其原因采取相应的解决措施。具体为运行中，应保持机组的电网在额定频率及正常允许变动范围内工作；尽量要使汽轮发电机组过负荷工作；在日常运行中，应当加强针对机组运行情况的监测工作，加强机组启停和加减负荷操作监控，对其中的汽温，汽压，胀差，振动等情况进行严密的观察。对其中的不同情况进行相应合理的调整，控制参数发生剧烈变化。工作中要严格按照机械操作方法进行具体的实践操作，同时，还要加强监测汽轮发电机组的水汽品质，杜绝由于水中杂质过多而造成的叶片腐蚀情况；对汽轮机本体进行定点的巡逻监测工作，通过听其内部声响，判断其是否存在问题，同时还要对各抽汽段压力和凝结水水质情况进行定期的监测分析。以此来保障汽轮机叶片的完好性和转子质量的平衡性。

（2）转子中心点位置发生偏差，其主要是机组内部两个相邻转子在连接时中心不同心。原因主要是在进行转子的安装检修时，因对联轴器中心的重视程度较低、进行连接螺栓紧固时用力不均匀；其问题大多是人为形成，因此，应从加强人员管理的角度予以解决。

（3）汽轮机膨胀阻碍，此问题是导致汽轮发电机组振动的主要原因，工作中由于汽轮机膨胀受阻，导致轴承间位置高度变化，从而使机组转子中心出现移动偏差，不仅会改变轴承座和台板的接触状态，还会使轴承座支撑刚度降低。在有些情况下，还会导致机械设备发生动静摩擦，加重转子的质量平衡问题。针对此问题导致的机组振动的主要原因既包括安装过程，也包括运行过程，安装过程中的不仔细及运行过程中检查维护工作不足。

（4）轴瓦发生松动现象，其松动原因主要是安装力度不足及长时期振动导致，由于轴瓦的松动导致轴承振动加强，且振动过程中伴有噪音。

（5）转子温度控制不合理，汽轮发电机组振动随转子受热状态的变化而变化，振动随转子温度的增加而增加。原因由于转子沿横截面受不均匀温度影响、导致其膨胀不均而发生不规则变形，从而使其对振动支承性不足导致共振现象。

（6）电磁干扰力，其主要原因为发电机转子匝间短路和转子绕组发生接地、发电机磁力中心不正、电网干扰等。转子匝间短路是指发电机转子绕组本身发生连接短路，原因是转子绕组通风孔内有金属杂物或转子集电环处绝缘不合格。转子绕组发生接地，主要因为发电机轴承座及励磁机轴承座底部绝缘不合理，其不仅会引起发电机转子本身发热造成机组振动，还会导致发电机碳刷产生火花，导致其破损。针对发电机磁力中心不正的原因主要是机组安装检修引起，对其应加强机组安装检修工作。而电网干扰主要原因为相连接电网运行频率波动等，干扰机组正常工作运行。

2.2 自激振动

针对自激振动主要是指自主的发生振动，不受外力作用。其又常被人们称作负阻振动，由振动本身运动产生阻力从而加剧振动。其主要是轴瓦自激振动；对此自激振动主要发生于轴瓦润滑油膜和轴颈间。包含两方面：（1）半速涡动；持振动主要是转子第一临界转速比工作转速高出1/2，由于其振动频率为一半工作转速频率，所以称为半速涡动。此振动振幅较小，当机组速度提升时，与转子第一临界转速不会发生共振现象，其对机组安全的威胁程度较低。（2）油膜振荡；汽轮发电机转速比第一临界转速高两倍，其轴瓦发生自激振动；转子第一临界转速比工作转速的1/2低，则轴瓦也发生自激振动。其振动可能发生在汽轮发电机组起动升速过程中，一旦发生所有轴承都会出现振动。目前多采用减少轴瓦长度的方法。降低润滑油粘度，也可增加其稳定性。

3 结语

通过对汽轮发电机组在工作过程中出现的异常振动进行分析，了解其振动产生原因。在对其振动原因的分析研究中，使我们清楚问题的所在，对应其问题采取合理科学的解决措施，保障汽轮发电机组安全稳定运行。

参考文献

[1] 陈丁跃，徐晖，敬晓明，等.非线性“转子-轴承-基础”系统碰摩动力分析[J].动力工程，2001（5）：1430-1433.

[2] 施圣康.汽轮发电机组振动故障诊断技术的发展现状[J].动力工程，2001，21（4）：1295-1298.endprint