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1、汽輪機的振動的大小，是評價汽輪機組運行可靠性的重要指標。對于高速轉(zhuǎn)動的汽輪機來說，微小的振動是不可避免的，振動幅度不超過規(guī)定的標準屬于正常振動，對汽輪機的運轉(zhuǎn)沒有影響，但是當振動超過規(guī)定限值時，對整個汽輪機組的運行是有危害的，表明機組內(nèi)部存在缺陷。 汽輪機振動過大的危害 汽輪機組振動過大，會使機組內(nèi)部部件的連接松動，基礎(chǔ)臺板和基礎(chǔ)之間的剛性連接削弱，或使機組的動靜部分發(fā)生摩擦，造成轉(zhuǎn)子變形、彎曲、斷裂，甚至是葉片損壞。當機頭發(fā)生振動時，可能直接導(dǎo)致危機保安器動作，造成停機事故。當汽輪機動靜葉片由于過大的振動而發(fā)生相對偏移時，會造成高低壓端部軸封不正常磨損。低壓缸端軸封的磨損破壞軸封的密封作

2、用，使空氣被吸入負壓狀態(tài)下的低壓缸，破壞凝汽器真空，直接影響汽輪機組的經(jīng)濟運行。高壓缸端軸封的破壞會使高壓缸的蒸汽大量向外泄漏，降低高壓缸做功能力，甚至?xí)疝D(zhuǎn)子發(fā)生局部熱彎曲。泄漏的高壓蒸汽如果進入油檔中，會使?jié)櫥蛢?nèi)混入水分，造成油膜失穩(wěn)，也可能產(chǎn)生油膜振蕩，造成軸瓦烏金熔化。當過大的振動造成軸彎曲時，可能使發(fā)電機滑環(huán)和電刷的磨損加劇、靜子槽楔松動、絕緣被破壞，造成發(fā)電機或勵磁機事故。當過大的振動造成某些緊固螺絲松脫、斷裂時，甚至?xí)斐烧麄€汽輪機組報廢。所以，消除異常振動，是確保安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。 汽輪機異常振動的原因分析與解決方法 汽輪機組負擔著將熱能轉(zhuǎn)化為電能的任務(wù)，由于其長時間

3、運行、關(guān)鍵部位長期磨損等特點，各種故障時常發(fā)生，其中，振動異常是汽輪機組常見故障中最頻繁的一種，嚴重影響了電廠的正常發(fā)電。由于振動產(chǎn)生的原因非常復(fù)雜，汽輪機組的任何一個設(shè)備或者介質(zhì)的異常，都可能造成機組振動，比如進汽參數(shù)、疏水、油溫、油質(zhì)等。因此，想要解決汽輪機的異常振動，針對導(dǎo)致異常振動的原因分析尤為重要，只有查明原因，對癥維修，才能最根本的解決問題。造成汽輪機組振動異常的主要原因一般有以下幾種：轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡、轉(zhuǎn)子彎曲、中心不正、油膜自激振蕩、汽流激振等。 1、轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡 轉(zhuǎn)子上的裝配部件在機械加工時，內(nèi)孔與轉(zhuǎn)子中心不同心，或部件質(zhì)量對轉(zhuǎn)動中心不對稱；轉(zhuǎn)子上的葉片、拉筋斷裂、脫落或

4、不對稱磨損；轉(zhuǎn)子鍛件在加工及處理過程中有過大的殘余變形，引起轉(zhuǎn)子永久性撓曲；在檢修時，在轉(zhuǎn)子上進行拆裝葉輪和葉片、更換聯(lián)軸器零件、更換發(fā)電機線圈、車削轉(zhuǎn)子軸頸或直軸等工作，都有可能造成轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡。 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡是汽輪機振動異常的最主要原因，70%以上的異常振動是轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起的，其特點是，振幅與不平衡質(zhì)量成正比，振動頻率等于轉(zhuǎn)子的振動頻率，波形為正弦波，振幅及相位始終保持常數(shù)，而與負荷無關(guān)。這類振動只需要找好平衡即可解決。由于其發(fā)生概率高，解決方便，在汽輪機組發(fā)生振動時，應(yīng)成為首要分析對象。 2、轉(zhuǎn)子彎曲 轉(zhuǎn)子彎曲引起的振動，由于彎曲的原因不同，各自振動的表現(xiàn)特點也不同。當轉(zhuǎn)子

5、產(chǎn)生永久彎曲而引起振動時，其特點與質(zhì)量不平衡時的振動情況相同，在通過臨界轉(zhuǎn)速時振動幅值特別明顯地增大；在汽輪機啟動、停機過程中，由于加熱或冷卻不均勻而引起的彈性熱彎曲也會引起振動?？梢酝ㄟ^停機重啟或降低轉(zhuǎn)速，延長暖機時間等方法，待轉(zhuǎn)子溫度均勻后，熱彎曲消除，即可消除振動。但是，當彎曲造成汽輪機動靜部分摩擦?xí)r，如果摩擦力很大，將進一步破壞轉(zhuǎn)子的平衡，使摩擦增大，形成惡性循環(huán)，振動波形紊亂，應(yīng)迅速停機，否則由于局部過熱可能造成轉(zhuǎn)子永久彎曲；用有缺陷的材料來鍛造轉(zhuǎn)子，具有熱不穩(wěn)定性。這種轉(zhuǎn)子隨著被加熱而出現(xiàn)彈性熱撓性變形。由于熱不穩(wěn)定性而引起汽輪機振動，其幅值與負荷成正比，振幅變化在時間上與負荷變化

6、滯后1-3小時。滯后時間取決于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、質(zhì)量和蒸汽參數(shù)；轉(zhuǎn)子裝配時，可能由于葉輪與軸的配合不良、鍵在鍵槽中歪斜等原因產(chǎn)生撓性變形，引起汽輪機振動。這種振動常常因為多次啟停，造成配合削弱，振幅與相位隨之變化。如果轉(zhuǎn)子由于溫度不均勻或裝配問題造成彎曲，可通過停機重啟、降低轉(zhuǎn)速、延長暖機時間、重新裝配等方法恢復(fù)的，轉(zhuǎn)子可繼續(xù)使用。如果轉(zhuǎn)子由于各種原因已經(jīng)產(chǎn)生了永久性彎曲，只有更換轉(zhuǎn)子才能消除振動。所以，在轉(zhuǎn)子制造時的材料監(jiān)督、裝配時的安裝精度以及啟停機時的轉(zhuǎn)速控制都應(yīng)尤為重視，避免造成轉(zhuǎn)子永久性彎曲，影響正常生產(chǎn)。 3、中心不正 一種是轉(zhuǎn)子軸線中心不在一條直線上。產(chǎn)生這種問題的原因除找中心的質(zhì)量

7、不好之外，還可能是汽缸熱膨脹受阻、蒸汽管道熱膨脹補償不足。對于汽輪機的撓性轉(zhuǎn)軸，兩軸線不同心會使聯(lián)軸器的磨損加速，表面摩擦系數(shù)增大，導(dǎo)致?lián)闲月?lián)軸器無法起到補償調(diào)節(jié)的作用。另一種是汽輪機與發(fā)電機兩個轉(zhuǎn)子之間聯(lián)軸器中心偏差過大或聯(lián)軸器有缺陷。對于用撓性聯(lián)軸器連接的轉(zhuǎn)子，當聯(lián)軸器有缺陷不能對中心自動調(diào)整時，可能發(fā)生振動。當聯(lián)軸器耦合原件之間正常嚙合被破壞，從而導(dǎo)致傳遞扭矩在聯(lián)軸器周上分布不均勻時，也會發(fā)生振動。中心不正的振動特點是波形呈正弦波，振動的頻率等于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，與機組的工況無關(guān)。由于轉(zhuǎn)子柔度與軸承油膜的彈性影響，只有靠近有缺陷聯(lián)軸器的軸承才會出現(xiàn)明顯的振動。相鄰的兩個軸的振動相位相反。針對中

8、心不正引起的振動解決方法主要靠檢修和安裝調(diào)試時的細心工作，從而保證汽輪機組的正常工作。 4、油膜自激振蕩 油膜自激振蕩是汽輪機發(fā)電機轉(zhuǎn)子在軸承油膜上高速旋轉(zhuǎn)時，喪失動力穩(wěn)定性的結(jié)果。其特點是振蕩主頻約等于發(fā)電機的一階臨界轉(zhuǎn)速，且不隨轉(zhuǎn)速變化而變化。當汽輪機組發(fā)生油膜振蕩時，應(yīng)增加軸瓦比壓，方法是縮短軸瓦長度，即減小長徑比，或調(diào)整聯(lián)軸器中心，保證熱態(tài)時各軸瓦負荷分配均勻。 5、汽流激振 汽流激振有兩個主要特征：一師是出現(xiàn)較大值的低頻分量；二是振動受運行參數(shù)影響明顯，且增大呈突發(fā)性。其主要原因是由于葉片受到不均衡的汽流沖擊。對于大型機組，由于末級較長，汽體在葉片末端膨脹所產(chǎn)生的紊流也可能造

9、成汽流激振。同時，軸封也可能發(fā)生氣流激振現(xiàn)象。 針對汽輪機組氣流激振的特點，其故障分析要通過長時間的記錄機組的振動數(shù)據(jù)，做成成組的曲線，觀察曲線的變化趨勢和范圍。通過改變升降負荷速率，觀察曲線的變化情況，最終有目的地改變汽輪機不同負荷時的高壓調(diào)速汽門的重疊特性，消除汽流激振。也就是，確定機組產(chǎn)生汽流激振的工作狀態(tài)，采用降低負荷變化率和避開氣流激振的負荷范圍的方式來避免汽流激振的產(chǎn)生。 6、軸承的軸向振動 在測量汽輪機組振動過程中，也會發(fā)現(xiàn)軸承軸向振動過大的現(xiàn)象。其振動特點是頻率與轉(zhuǎn)速相同，軸向振動的幅值與轉(zhuǎn)子的撓曲程度成正比，而各軸承的振動相位取決于轉(zhuǎn)子撓曲彈性線的形狀：在一階臨界轉(zhuǎn)速附

10、近，兩個軸承的軸向振動相位相反；在二階臨界轉(zhuǎn)速附近，兩個軸承的軸向振動相位則相同。由于情況比較特殊，將軸向振動歸為一種振動現(xiàn)象。其主要原因有三種：一是彎曲的轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時，軸頸產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，軸頸在軸瓦內(nèi)的油膜承力中心沿軸向隨轉(zhuǎn)速發(fā)生周期性變化，從而引起軸承座軸向振動；二是軸瓦受力中心與軸承座幾何中心不重合；三是軸承座不穩(wěn)固。撓性轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時，將會使軸瓦及軸承座做相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)，但軸承無法追隨軸頸的偏轉(zhuǎn)只能形成軸向振動。針對前兩種振動原因的解決方法，前文中都有提到，在此不做復(fù)述。對于軸承座不穩(wěn)固而引起的振動，做到及時發(fā)現(xiàn)，及時加固即可解決。 振動的在線監(jiān)測 目前大型火力發(fā)電廠汽輪機組都裝設(shè)有軸系監(jiān)測裝

11、置，對振動進行在線監(jiān)測，為振動監(jiān)測及分析創(chuàng)造了良好的條件。對于振動的在線監(jiān)測，要做好記錄工作，以便在發(fā)生異常振動時進行對比分析，找出振動的原因。如果在運行時發(fā)現(xiàn)機組振動異常，應(yīng)馬上派人進行現(xiàn)場測試，如果振動確實超過了規(guī)定限值，應(yīng)做到及時停機，防止對機組造成破壞；對于未超過限值的振動異常增大，要及時查找原因，并采取措施，防止振動繼續(xù)增大。如果在線監(jiān)測儀表未出現(xiàn)異常變化，但現(xiàn)場人員聽到汽輪機組有異常聲響時，也應(yīng)進行停機檢查，防止葉片脫落或有異物進入汽輪機，對汽輪機組造成破壞。 總結(jié) 汽輪機組振動產(chǎn)生的原因是十分復(fù)雜的，而且每臺汽輪機組的情況也都不同，因此需要針對每一臺機組，進行一系列的試驗，找出振動的規(guī)律，做好記錄工作，結(jié)合運行與檢修時的資料，進行綜合分析，才能找到振動的原因，加以消除。在生產(chǎn)運行中，還必須做好振動監(jiān)測工作，避免異常振動的發(fā)生，確保整個電廠的正常運行。