汽轮发电机组在运行中出现的异常振动危害分析

2015-04-27李孝巍张海涛通辽发电总厂内蒙古通辽028011

山东工业技术 2015年4期

李孝巍,张海涛（通辽发电总厂,内蒙古　通辽028011）

李孝巍,张海涛
（通辽发电总厂,内蒙古通辽028011）

汽轮发电机组异常振动是其发电工作过程中经常出现的运行障碍。障碍发生的因素多种多样，其产生的原因是多方面的。保证汽轮机安全运行是每个发电厂运行检修部门的最繁重、最艰巨的工作之全面了解把握汽轮发电机振动危害方面的知识与维护技巧,是保持汽轮发电机组正常运转,科学制定安全可靠的经济运行操作程序的基础。只有保持经常性的科学检修对其进行合理的技术改造、改进，才能确保汽轮发电机组在其固有的寿命周期内发挥出更大的效益。本文将简单阐述汽轮发电机组异常振动主要原因和解决排除故障的基本方式方法。

汽轮发电机；振动；故障；危害

1　汽轮发电机的概念

汽轮发电机是将机械能转化为电能的机器。主要组成部分是定子、转子、端盖及轴承等构件。工作原理是发电机在汽轮机的巨大动能作用下，使转子能在定子中高速旋转，做切割磁力线的机械运动产生感应电势，再经过接线端子引出，连接于回路中产生较强的电流。汽轮发电机组在汽轮机的巨大动能量的推动下做高速旋转的机械,在发电运行过程中振动是在所难免的。发电机组是汽轮发电机组能否正常运行的关键。汽轮发电机组异常振动障碍一旦产生,将影响到整个发电机组的正常运行和安全生产，特别异常的振动极有可能造成整机的损坏，后果十分严重。

2　汽轮发电机组异常振动的巨大危害

汽轮发电机组异常振动大的危害主要是造成机组各种零部件被迫承担巨大动应力,导致机械金属材料高度疲劳甚至毁坏；也会造成螺栓、螺帽等加固机械的固件变得松弛，会导致汽缸中分面等处的蒸汽泄漏；使得汽轮机轴承严重损伤，也可能造成主轴产生弯曲等现象。通常来讲汽轮发电机组异常振动的幅度没有超越规定标准算是正常的振动,一下谈到的振动是汽轮发电机组转动中振幅较正常大的多。尤其是大到超过允许标准范围的振动视为异常振动。对此刚刚安装以及经过检修后的汽轮发电机组,要求必须试运行,用于测定轴承振动和轴承处轴振动是不是超过了允许的震动标准,如果经常没有所说的异常震动才能运行生产。

3　汽轮发电机组异常振动几种常见情况

机械振动有各种各样因素造成，依照震动产生的原因可分为：机组轴振动大致分为强迫性振动和自激性振动。强迫性振动是由于旋转机械在外力作用下产生的无法遏制的振动,算不上异常性振动。然而，作用的外力较一般时候明显强大时,或者受作用的外力的频率和旋转机械系统的某一本来的频率相同或十分接近后,其振动的幅值远远超越固有的限值,那么异常振动现象就会发作。发电机组工作时常常产生的强迫振动一般有转子不平衡、共性振动、机械链接松动、电磁激振等造成。所谓的自激振动是旋转机械本身就有的振动,当振幅过大时其实也是异常振动,应当采取必要的措施给予控制和消弭。一般来说自激振动有轴瓦的自激振动、蒸汽激振和摩擦涡动三种情形。

4　异常振动原因和应当采取的措施

由于汽轮机机械结构非常复杂,经常在高转速的高压、高温、振动、腐蚀、高转速运转等恶劣环境中,运行环境又是一个动态变化的过程。故而，汽轮机组会时常出现工作故障,特别是汽轮机组异常振动障碍是汽轮机组故障中比较复杂的故障之一。导致成汽轮机组振动的原因多种多样,准确检查出振动的主要原因很难,必须运用复杂的检测手段并精心细致分析。

5　汽轮发电机组异常振动产生原因

（1）汽轮发电机组临界转速。所谓临界转速就是能使汽轮发电机组转子发生强烈振动的转速，为了能让汽轮发电机组正常工作或避免其系统因振动而受到损坏，转动系统的转子工作转速要尽可能的避开临界转速，工作转子的转速一旦到达或者接近临界转速后,就会产生共振,这是产生异常极大振动的最主要原因之一,通常情况下轴系各阶临界转速必须避开工作转速的±10%以上。

（2）汽轮发电机组轴承特性。滑动轴承主要功能是直接承受径向载荷；推力滑动轴承，其特点是适用于高精度、低速、、重负载，由于滑动轴承为使用的是滑动摩擦，故而接触面大、其结构也相对简单、抗振性好、缺陷是摩擦系数较大大、很容易发热、必须有充分的润滑。汽轮发电机组转子系统阻尼有润滑轴承承担，阻尼的大小对振动系统的稳定性、振动响应峰值等有很大影响。通常情况下一般认为圆轴承的承载能力最强而其稳定性不强，可倾瓦轴承的稳定性是最优秀的。

（3）汽轮发电机组转子动平衡质量。转子平衡是保证汽轮发电机组正常运行的重要条件无论出现静不平衡还是动不平衡精度不高的现象对其工作会造成一定的影响。其实，在线型系统中其转子不平衡影响的峰值跟转子上残余不平衡量的大小有关而且是成正比例关系。要想降低振动响应峰值就必须减少不平衡量的数值。所以，尽可能提高机械制造厂出厂时动平衡精度才能保证转子振动的品质操作现场适时的轴系动平衡也是改善振动水平的措施之一。

（4）汽轮发电机组蒸汽激振。汽轮发电机组蒸汽激振的强弱是检验汽轮发电机组轴系稳定性的基本判定依据，因此,防汽流激振及轴系失稳的问题非常重要。故而，在高参数、大容量汽轮机的高压转子中,由于汽隙的不均匀分布常常导致附加的蒸汽力作用,它可能会影响到轴系的稳定性,使失稳转速迅速降低。

6　汽轮发电机组安装

轴系振动往往与其安装质量有着必然的联系。转子的动平衡质量较的,若连接偏差巨大,也会导致振动。机组轴系中冷态找中时必须进行必要的预调,确保热态时轴系保持一条光滑的曲线；来相对减少轴心的偏差,使轴承持有良好的动力特性。机件安装的不正确或者没有考虑部件热态工作时会发生热膨胀、热变形的情况，可能导致一些部件受热工作时自由膨胀不能自由而变弯曲，破坏了应有的平衡产生了异常振动；同样道理机壳受热不能自由膨胀也产生变形导致振动。故而，安装时,需要保证机组各种部件之间隙均匀、尺寸在合理的范围内,谨防部件局部间隙过小导致动静碰摩，出现振动,或者圆周方向径向间隙偏差大产生蒸汽激振现象出现。