汽轮发电机组振动故障分析与预防

王乐艺

摘要：汽轮发电机组常常会因为一些原因引起振动故障，导致其功能及部件受损。如转子质量平衡性不足，部分动静部位发生摩擦，联轴器对中性不足及转子结构刚度偏低等因素导致汽轮机组振动无法定速，轴瓦发生损坏以及叶片断裂等，影响汽轮发电机组的正常运转。本文针对以上五个引起振动故障的原因进行分析，并针对其提出一定预防措施以期避免汽轮发电机组振动故障的发生。

关键词：汽轮发电机组;振动故障;预防措施

引言

发电厂主要研究及开发各种发电机，而汽轮发电机组是发电厂研发的重要设备之一。发电机组的正常运转与汽轮发电机组的振动频率具有密切联系。若汽轮发电机组发生振动故障，可能会导致该机组的部件发生损坏，制约其功能的发挥，降低其使用年限，导致投入更多的资金进行维修及调换，甚至可能威胁到员工的生命安全。引起汽轮发电机组振动故障的原因有多种，本文仅针对其中四种原因进行探讨与分析。

一、转子质量平衡性不足

一般来说，汽轮机发电机组发生振动故障的主要原因是转子质量平衡性不足。而引起转子质量平衡性不足的因素有转子出厂质量平衡性不足，转子运转过热发生弯曲以及转动部件松动甚至发生飞脱现象等。

（一）转子出厂质量平衡性不足

转子出厂质量不足的主要原因是在加工及制造过程中由于设备精密性不足导致其质量平衡性不足，设备精密性不足可能是因为加工设备在检修更换转动部件后未进行调试[1]。为有效避免转子出厂质量平衡性不足，可让厂家在转子出厂前进行高速动平衡实验，促进出厂质量平衡性不足现象的消除。此外，在为加工设备更换转动部件后，应对其进行动平衡调试，避免因零件磨合导致加工设备的精密性不足。

（二）转子运转过热发生弯曲

转子在长时间的运行下，可能会由于动静摩擦生热，润滑油温升高等发生弯曲。若此类弯曲未超过其本身热承受量，未发生永久变形，在转子停止运转冷却一段时间后是可以恢复原样的。因此，结合众多的转子运行经验，加强对转子运行流程的制定，保障该运行方案具有一定的合理性，可有效避免热弯曲现象的发生。

（三）转动部件松动引起飞脱

在长期使用转子后，并忽略对其转动部件的检查，可能会导致转动部件发生一定的松动，在其运行过程中在离心力作用下松动的转动部件发生飞脱现象，导致转子突然性发生振动，导致轴振振幅发生剧烈变化，影响转子的运行质量。因此，应加强对转动部件的检查，对松动的部件进行及时的调整及更换，避免飞脱现象的发生。

二、部分动静部位发生摩擦

在转子运行过程中，部分动静部位的摩擦可能会导致轴系失去稳定性，引起转子振动故障，甚至可能会导致转子发生永久性的变形，影响其后续使用。部分动静部位发生摩擦可能是由于以下三种原因。

（一）转子轴振振幅增大

在转子运行时，若其轴振振幅发生较为剧烈的变化，导致增大的振幅超过动静部位预留的最小值，会引起一定摩擦导致振动过大[2]。在此时不应盲目的提升转子运行速度，应在找出原因后进行相应的处理，然后将其投入到正常的使用中去。

（二）预留的动静部位间隙较小

部分员工在安装及设计汽轮发电机组的过程中，为动静部位预留的间隙较小，导致其在运行过程中因发生热胀现象引发动静部位的碰撞及摩擦。因此，在设计及安装汽轮发电机组的过程中，应严格把控动静部位预留的间隙，更应加强对隔板汽封及油挡等部位间隙的预留，避免因碰撞及摩擦引起泄露，威胁到人们的人身安全。

（三）汽缸发生变形

汽轮发电机组经过长期运转，汽缸的保温工作做得充分性不足，导致汽缸承受的热量均匀性不足，上下缸之间产生较大的温差，使汽缸处于弓背状态并发生一定的变形，若变形值超过动静部位间隙的最小值，就会引起一定的碰撞及摩擦[3]。因此，应加强对汽缸的保温处理，使上下缸的温差维持在稳定的范围内，避免汽缸发生变形导致摩擦现象的发生。

三、联轴器对中性不足

在进行汽轮发电机组安装及检修时，最关键的一步就是为其轴系找中，保障联轴器的对中性。若联轴器的对中性不足，会导致转子相连接的部位产生一定的弯矩力，促进剪切力的增加，与其相邻的轴承也会承担一定的作用力，导致机组发生振动故障。在加强联轴器的对中性时，应从以下四方面着手：

（一）在架设量具前应保证其仍在有效期范围内，在架设量具时应保证其牢靠性及稳定性。在盘动转子时应注意百分表杆及临时卡子的位置，应缓慢且均匀地运行转子，避免二者发生移位现象。

（二）应在转子自由不受力的情况下进行数据的记录，在盘动转子90°后，为保证读数的准确性，应加强对盘车销状态的检查，保障其处于自由活动的状态，还应促进钢丝绳的放松，使其处于不受力的狀态[4]。

（三）在盘动转子前应在其上安装并设立防窜动装置，与此同时，还应保证盘车的方向与转子转动的方向具有高度一致性，避免联轴器的对中心不足。

（四）在轴系找中工作结束后，应加强对其对中性的测量，在测量之前应归为百分表对数，并至少进行两次的测量，若两次测量结果基本一致，表明该联轴器具有高度对中性。

四、转子结构刚度偏低

汽轮发电机组的转子结构刚度偏低易导致其支撑结构出现一定的问题。转子结构刚度不仅包含转子支架的刚度，还包含缸体的刚度。若低压缸的非落地式轴承刚度不足，会促进其振动频率的增加，影响转子的临界转速，使二者陷入共振的状态。因此应在设计阶段对其加强刚度校核，使其结构刚度达到相应标准，避免振动故障的发生。此外，也应保障发电机的端盖轴承刚度校核，保障其结构刚度与设计目标相符，避免端盖结构出现共振现象。

参考文献：

[1]翁振宇.某660MW汽轮发电机组振动问题分析及处理[J].汽轮机技术，2021，63（04）：309-310+276.

[2]陈尚年，李录平，张世海，欧阳敏南，樊昂，文贤馗.汽轮发电机组振动故障诊断技术研究进展[J].发电技术，2021，42（04）：489-499.

[3]刘双白，吴昕，李玉宝，谢昌亚，陈凯亮，许继东，李永康.350MW超临界汽轮发电机组异常振动诊断[J].节能技术，2021，39（03）：237-241+250.