汽轮发电机组振动的影响因素分析

房彪

【摘  要】为了更好但确保城市经济的发展和人们用电的稳定，加强汽轮发电机组的日常保养和维护，是保证城市供电的基础。本文就对汽轮发电机组振动的影响因素进行深入探讨。

【关键词】汽轮;发电机组;振动;影响

汽轮发电机组的轴承振动幅度与机组的安全运行有极大的关系，其能否安全运行直接关系到电厂的效益。从其产生振动的因素来看，不论是制造还是设计都可能导致振动，同时管理不善，安装错误也可能导致振动，本文就对引起汽轮发电机振动的因素进行分析。

1、设计制造失误方面导致的汽轮发电机组振动

汽轮发电机的转子是高速旋转的一种机械设备，因此，汽轮发电机转子失衡是由于质心与旋转中心的偏离造成的，产生这种不平衡量原因有很多，但是主要的原因还是由于机械加工精度不够和装配工艺质量较差引起的多一些，在设计阶段机组支持轴承的选用也是非常重要的，所以我们在以后要提高机械加工的精度和机械装配的质量问题。因此，要不断地提高机械加工的精度，保证装配的质量，提高稳定性，降低发生不平衡的因素概率。

2、汽轮发电机组的安装和检修方面

汽轮发电机组在安装和检修过程中的工艺质量对机组振动的影响非常大，根据对现场机组振动的分析，很多汽轮发电机组的振动过大都是由于安装和检修不当引起的。针对现场的安装和检修情况，下面重点介绍对机组振动有明显影响的几个因素。

2.1轴承的标高及轴承自身特性

不管是汽轮机还是发电机转子，其两端都是由轴承支撑的，如果两端的轴承标高不在设计要求的范围内，那么转子两端轴承的负荷分配就不合理。负荷较轻的一边，轴瓦内的油膜将会形成不好或者根本不能建立油膜，这样就会诱发机组的自激振动、油膜振动和汽流激振等;而负荷较重的一边，由于吃力太大，会引起轴瓦温度升高，当轴瓦乌金温度达到一定值时，很容易产生轴瓦乌金过热现象，从而造成机组的振动。轴承自身特性对机组振动的也会产生影响，主要包括轴瓦的紧力、顶隙和连接刚度等几个方面。轴瓦紧力和顶隙主要影响轴承的稳定性，如果轴承的稳定性太差，在外界因素的影响下容易使机组振动超标。轴承的连接情况主要对轴承刚度产生影响，若轴承刚度不够，在同样大小的激振力下引起的振动较大，所以必须将轴承各连接螺栓拧紧。在现场，经常发现由于连接螺栓未拧紧而引起振动的现象。

2.2机组中心

机组中心包括转子与汽缸或静子的同心度、支撑转子各轴承的标高、轴系连接的同心度和平直度。如果转子与汽缸或静子的同心度偏差过大，则可能会引起气流激振、电磁激振或动静碰磨。若发生碰磨，则会使转子发生热弯曲而引起不稳定的普通强迫振动。当联轴器法兰外圆与轴颈不同心、联轴器法兰止口或螺栓孔节圆不同心、端面瓢偏、连接螺栓紧力明显不对称时，即使圆周和端面中心数据调整得很正确，也会使轴系不同心和不平直。当转子处于旋转状态时，轴系同心度和平直度会直接影响振动的激振力，进而引起机组的振动。

2.3滑销系统

不论是汽轮机还是发电机，当机组带负荷受热后都要产生膨胀，因此使用滑销系统引导机组膨胀。当滑销系统因某种原因而卡涩时，机组的膨胀就会受到限制，从而引起机组产生较大的振动，严重时将导致不能开机或引起动静碰磨，造成更大的破坏。由于现场经常出现因膨胀受到限制而无法开机的情况，在检修和安装期间应该对此情况高度重视。

2.4动静间隙

汽轮机转子与汽缸和汽、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，可能会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，如果它们之间的间隙过小，则会引起动静碰磨，从而使机组的振动超标。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非常重要。

2.5控制活动部件

汽轮发电机组的机构非常缜密，在设备维修或检修期间出现活动部件，在维修或检修结束后进行恢复和开机状态下由于汽轮机发电机组中如果存留的活动部件就会在汽流的冲击下撞伤甚至损坏汽轮机叶片，这样不但会引发汽轮机组的振动产生从而造成严重的事故，这种情况会对机组振动的诊断带来困难，因此我们在检修或维修过程中一定要避免发电机组内有活动部件的存在情况。

3、运行方面

机组的振动除了与上面阐述的各方面因素有关外，还与机组的运行状况存在很大的关系。

3.1机组膨胀

前面已经讲到，机组的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。最明显的例子是在开机过程中，当机组的暖机时间不够或者升速加负荷过快，则机组各部分的膨胀就不一样，这样一方面会产生热应力，减少机组的寿命;另一方面就会引起过大的膨胀差，从而影响机组的开机过程。当机组的膨胀不充分时，极易引起机组的动静碰磨而产生振动。

3.2润滑油温

轴颈在轴瓦内的稳定性如何决定了机组诱发振动的可能性有多大，当稳定性太差时，外界因素的变化很容易引起机组振动的产生。而润滑油在轴瓦内形成的油膜如何又是影响转子稳定性的一个重要影响因素，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。

3.3轴封进汽温度

每一轴封的进汽温度都不一样，在运行规程所允许的范围内调整轴封进汽温度会对机组的振动产生一定的影响。轴封进汽温度对机组振动的影响主要表现为进汽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，这两方面对机组振动的影响机理在前面已经述及。

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。

3.5发电机转子电流

当电流通过发电机转子时会产生热量，这部分热量就要会使发电机转子产生膨胀，当发电机转子本身存在一定量的质量不平衡时，由于膨胀会使该不平衡量产生的力矩发生改变，从而引起机组的振动变化;当发电机转子自身存在膨胀不均时，即使冷态情况下质量平衡较好，也会由于膨胀的不均匀性产生动态的质量不平衡，而这一质量不平衡在发电机转子恢复到冷态时也会随之消失。

3.6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。

4、结束语

從上文的分析中，我们对引起汽轮发电机组振动的主要因素进行了详细的分析，并且提出了一些意见，除此之外，我们还要加强管理，提高重视，增强人员的技术水平，从多个方面促进汽轮发电机组振动的控制水平的提高，促进经济效益的提升。

参考文献：

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（作者单位：安徽晋煤中能化工有限公司）