浅谈汽轮发电机组异常振动的原因及处理

　　【摘 要】在机组运行中，一旦发生机组振动，能够根据机组振动的特征，及时地对机组发生振动的原因作出正确的判断和恰当的处理，从而有效地防止事故的进一步扩大，避免造成严重的设备损坏或人身伤亡事故。本文主要分析了汽轮发电机组异常振动的原因，并提出了汽轮发电机组异常振动的主要处理方法。
　　【关键词】汽轮发电机组；异常振动；转子质量；电磁干扰；油膜振动
　　一、汽轮机组异常振动的危害及类型
　　（一）汽轮机组异常振动的危害
　　机组振动的危害主要表现在对设备和人身2个方面。
　　1、对设备危害主要表现为：
　　（1）机组的动静部分摩擦；（2）加速一些零件的磨损；（3）造成一些部件的疲劳损坏；（4）造成紧固件的断裂和松动；（5）损坏基础和周围的建筑物；（6）直接或间接造成设备事故。
　　2、对人身的损害主要表现为：
　　（1）机组振动而带来的噪声会给人员带来疲劳感，降低工作效率；（2）机组振动过大会损伤人员的某些器官，存在着人身安全隐患。
　　二、汽轮机组异常振动的类型及原因
　　汽轮发电机组的振动按激振能源的不同，可分为强迫振动和自激振动两类。
　　（一）强迫振动
　　强迫振动产生的因素主要有：
　　1、转子质量不平衡
　　引起转子质量不平衡的原因：一是单个转子在制造厂加工制作过程中产生的转子上某个部位以转子中心线为对称轴方向上存在的质量不平衡。二是转子上某个部分断落破坏了转子质量平衡而引起振动，如挠性转子的叶片断落较易造成转子质量不平衡引起剧烈振动。
　　2、转子中心不正
　　转子中心不正主要是指相邻两个转子连接时的中心不同心引起的。这种情况主要是在安装和检修时由于不重视联轴器找中心，或是在紧固连接螺栓时没有考虑到用力均匀，以及在连接过程中没有时刻进行检查是否连接符合要求等原因，造成转子中心出现偏差，从而在机组运行中引起机组振动。
　　3、汽轮机膨胀受阻
　　汽轮机膨胀受阻是引起机组振动的一个非常重要的原因。由于膨胀受阻而引起各轴承之间的位置标高发生变化，直接导致机组的转子中心发生变化；同时还会改变轴承座与台板之间的接触状态，从而减弱了轴承座的支承刚度。有时还会引起动静摩擦，造成转子新的不平衡。
　　4、支承刚度不足和共振
　　引起的原因主要是机组的轴承座与台板、轴承座与汽缸、台板与基础之间的连接松动造成的。因此，在机组安装中应保证轴承座与台板、轴承座与汽缸、台板与基础之间的连接刚度，以及在检修期间应认真地对各部分进行检查。
　　5、热不平衡响应
　　有不少汽轮发电机组的振动是随着转子的受热状态发生变化的，即当转子的温度升高时，振动增大。其原因是由于转子沿横截面方向受到了不均匀的加热和冷却、膨胀不均等，使转子产生了沿圆周方向的不规则变形而导致产生振动支承刚度不足和共振。
　　（二）自激振动
　　自激振动产生的因素主要有以下几方面：
　　1、轴瓦自激振动
　　即轴颈和轴瓦润滑油膜之间发生的自激振动。其又分为 2 个方面：
　　（1）半速涡动
　　只有当转子的**临界转速** 1/2 工作转速时所发生的轴瓦自激振动，其振动频率约等于工作转速相应频率的一半，故称半速涡动。这种振动对机组安全一般不会造成严重威胁。
　　（2）油膜振荡
　　当汽轮发电机转速** 2 倍**临界转速时，轴瓦才会发生自激振动，或者只有转子**临界转速低于 1/2 工作转速时轴瓦发生自激振动，这2 种情况都称为油膜振荡。其较能发生在汽轮发电机组起动升速过程中。一旦发生，其现象所有的轴承都出现激烈振动，在机组附近还可以听到“咚咚”的撞击声。这种振动在机组运行中较常遇到。
　　2、间隙激振
　　这种振动产生的原因是由于转子受到外扰产生一个径向位移时改变了叶片四周间隙的均匀性，间隙小的一侧漏气量小，作用在叶片上的作用力就大；相反间隙大的一侧因漏气量大，作用在该侧的叶片上的力就小。当两侧作用力的差值大于阻力时，就能够使转子中心绕汽封中心作与转轴动方向一致的涡动。这种涡动越来越加剧就产生自激振动。
　　三、汽轮发电机组异常振动的主要处理方法
　　（一）转子质量不平衡的处理方法
　　1、电网应保证汽轮发电机组在额定频率和正常允许变动范围内工作，正常频率变化范围为49～50.5 Hz，可以长时间运行；
　　2、避免机组过负荷运行；
　　3、加强机组运行中的监视，特别是在机组启、停、加减负荷过程中，必须加强对汽压、汽温、出力、真空、胀差、串轴、振动等的监视。精心调整，绝不允许这些参数剧烈变化，同时严格执行规程规定。启、停机过程应按操作票和启、停机曲线逐步进行操作；
　　4、转子的联轴器中心调整方法
　　（1）0°、180°找中心工艺
　　对于在300MW以上机组的联轴器瓢偏度、晃动度较小的情况下，可采用0°、180°找中心方法，能够大大减小工作量。先将两转子联轴器连接记号对准，把后侧（或前侧）转子盘转后定位，作为“0”位置。在前侧（或后侧）转子联轴器圆周上固定**卡具，装好百分表，表杆接触在后侧（或前侧）转子联轴器外圆上，用来测量圆周差。端面张口值用内径百分表测量两联轴器的端面距离的方法实现。然后盘动前侧（或后侧）转子，分别测量出“0”、“90”、“180”、“270”数据，求出中心偏差值。再将后侧（或前侧）转子盘转180°后不动，盘动前侧（或后侧）转子，用上述方法再次测量出0°、90°、180°、270°位置的数据，求出中心偏差值。最后求出“0”、“180”测量结果对应位置的代数平均值，即得转子中心较终的测量结果。
　　（2）两转子四支点找中心工艺
　　①先将联轴器记号对准，对称穿入两个临时销子。
　　②对称装好**找中心卡具，在卡具的端面测量位置上各装一块百分表，在圆周上装一块百分表，然后用行车盘动转子数圈，防止转子与轴瓦之间、轴瓦垫铁与洼窝之间虚接触，较终使测量端面的两块百分表处于水平位置，放松行车吊钩，撬动转子，使对称的两个临时销子活动自如，不蹩劲，然后确定百分表的初始读数。
　　③按找中心记录方法，分别在水平方向与垂直方向测量出端面张口和圆周差值，并计算出测量结果。
　　④根据测量结果，计算出各轴承调整量进行调整。
　　⑤重复以上步骤，直至中心合格。
　　（二）膨胀不受阻的方法
　　为了确保机组膨胀不受阻，就必须在安装时重视机组滑动接合面接触严密和滑销系统一定与汽轮发电机组的中心线同心，并保证其间隙均匀畅通，同时保证滑动接合面和滑销系统内部必须干净。
　　（三）支承刚度不足的处理
　　在机组安装中应保证轴承座与台板、轴承座与汽缸、台板与基础之间的连接刚度，以及在检修期间应认真地对各部分进行检查。
　　（四）油膜振动的处理方法
　　1、增加轴承比压
　　即增加轴瓦单位垂直投影面积上的轴承载荷，从而提高轴承工作的稳定性。而增加轴承比压较方便的办法是调整联轴器中心。但这种调整是有限的，且只适应于刚性和半挠性联轴器附近的轴瓦。在现场较多的方法是缩短轴瓦长度，即降低长颈比。
　　2、降低润滑油的粘度
　　由于粘度越大轴颈带油越多、油膜越厚、稳定性越差。因此，降低润滑油的粘度可以更换油牌号或提高油的温度，而较常用的是后一种。
　　参考文献：
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