探究汽轮发电机组振动的主要影响因素.doc

1、探究汽轮发电机组振动的主要影响因素摘要：汽轮发电机组振动的大小直接关系到机组能否安全运行，而对于电厂来说安全就是最重要的。引起机组振动过大的原因有很多，也很复杂。下面分别从设计、运行、安装和检修等方面，对机组振动的主要影响因素进行了探究。 关键字：汽轮发电机、振动、影响因素 中图分类号： TM6 文献标识码： A 一、汽轮发电机组振动过大时可能引起的危害和严重后果如下： 1)机组部件连接处松动，地脚螺丝松动、断裂； 2)机座(台板)二次浇灌体松动，基础产生裂缝： 3)汽轮机叶片应力过高而疲劳折断； 4)危机保安器发生误动作； 5)通流部分的轴封装置发生摩擦或磨损，严重时可能因此一起主轴的弯曲；

2、 6)滑销磨损，滑销严重磨损时，还会影响机组的正常热膨胀，从而进一步引起更严重的事故； 7)轴瓦乌金破裂，紧固螺钉松脱、断裂； 8)发电机转子护环松弛磨损，芯环破损，电气绝缘磨破，一直造成接地或短路； 9)励磁机整流子及其碳刷磨损加剧等； 二、设计制造方面 汽轮发电机转子是一个高速旋转机械，假设转子的质心与旋转中心不重合则会因为转子的不平衡而产生一个离心力，这个离心力对轴承产生一个激振力使之引起机组振动，如果这个离心力过大，则机组的振动就会异常。所以，汽轮发电机转子在装配时每装配一级叶片都应该对该级叶片进行动平衡试验，整个转子装配完成后在出厂之前还应该对整个转子进行低速和高速动平衡，以确保转子

3、的不平衡量在一个合格的范围内。 在厂商制造过程中，产生汽轮发电机转子不平衡量较大的原因主要是机械加工精度不够和装配工艺质量较差，所以必须提高机械加工精度，同时保证装配质量，从而才能保证转子的原始不平衡量较小。另外，如果机组的设计不当也会引起机组的振动。例如，在设计阶段机组支持轴承的选用也是非常重要的，如果轴承选取不当，也会因为轴承的稳定性较差，汽轮发电机转子哪怕是极小的不平衡量也会引起机组较大的振动；轴承的油膜形成不好也极易诱发油膜振荡而产生振动。 三、安装和检修方面 安装和检修对机组振动的影响非常大，根据对现场机组振动的经验，现场很多机组的振动过大都是由于安装和检修不当引起的，或者说机组的振

4、动很多时候都是可以通过安装或检修来解决的。针对现场情况，下面重点介绍对机组振动有明显影响的几个方面。 31 轴承标高 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一个合理的范围内，则两端轴承的负荷分配就不合理。因此在机组大修或者安装期间，应该根据制造厂家的建议，再结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行认真的调整。因为制造厂家提供的数据是根据机组冷态时的情况再综合一般机组受热后膨胀的情况得出的，由于各台机组的实际情况不尽相同，因此受热后的膨胀也不完全一样，所以必须结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行调整。 32 机组中心 机组中心应包括转子与汽缸或静子的同心度、支撑转

5、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，则可能会引起汽流激振、电磁激振和动静碰磨。若碰磨发生在转轴处，则会使转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。 33 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，而又不能让其自由膨胀，滑销系统就是用于引导机组膨胀的。当滑销系统卡涩时，机组的膨胀就会受到限制，当机组的膨胀受到限制时就会引起机组较大的振动，严重时以至于不能开机或者引起动静碰磨，从而造成更大的破坏。 34 动静间隙汽轮机转子与汽缸和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

6、轮机与轴封之间的间隙过大时可能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，它们之间的间隙又不能过小，否则将引起动静碰磨，进一步会使机组的振动变化，以至于机组的振动超标。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是非常重要的。 35 轴承自身特性轴承自身特性对机组振动的影响主要包括轴瓦紧力、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

7、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。 36 转子中心孔 现代汽轮机转子大轴大都留有中心孔，在中心孔两端用堵头封堵，在检修期间如果不慎让异物（包括油、水等）进入中心孔，在转子装复回原后开机，机组肯定会出现振动异常的现象。 37 活动部件检修期间如果有活动部件进入汽轮机，大修后开机活动部件可能在汽流的冲击下撞伤甚至损坏汽轮机叶片，从而造成严重的事故，并引发机组振动；如果发电机内存在活动部件，一方面可能一起发电机内部短路，另一方面可能引起机组振动的不稳定，这将会对机组振动的诊断带来困难。 四、运行方面的原因 1)汽轮机汽缸保温不良、在启动前预热的不充分或者不正确，

8、因而造成蒸汽轮机在启动时转子处于弯曲状态。 2)固定在汽轮机转子、联轴器、变速器齿轮轴上的某些转动零件松弛、变形或者位置移动，引起回转体的重心位置改变加剧振动，如叶轮和轴结合松动、某些部分变形等。一些有严格重量要求的回转零件，如联轴器个别螺栓更换而又未做平衡试验，也会破坏平衡，加剧振动。 3)回转部件的原有平衡被破坏，如叶片飞脱，叶片或叶轮腐蚀严重，叶轮破损，轴封损坏，叶片结垢，个别零件脱落，发电机转子内冷水路局部堵塞，以及静止部分与转动部分发生摩擦等等。 4)启动前预热不均匀，机壳产生变形，使机组内动静部件间隙不均匀，甚至产生摩擦，引起振动。 5)蒸汽管路或气体管路对机组的作用力，使机组变形

9、、移位；管路与机组联接不合要求等等也都造成振动。 6)轴承润滑不够或不适当，油泵工作不稳定，或者油膜不稳定。 7)新蒸汽等运行参数与要求值偏差太大。新蒸汽参数偏差过大而末及时调整，使汽轮机部件热膨胀及热应力变化剧烈；汽压、汽温过低未及时采取措施；排汽缸温度过高引起汽缸变形等等。 8)机组运行转速离实际临界转速太近、机组某部件的固有振动频率等于或低倍于汽轮机运行频率，使部件或汽轮机发生共振。 9)汽轮机内部转动部件与汽封偏心，产生蒸汽自激振荡引起振动。 10)发电机电磁力不平衡引起振动。 五、结 语 汽轮机组的异常振动不仅危害机组，甚至会影响整个发电系统，造成无法正常供电。因此，我们要用科学合理的方法避免或减小异常振动。在接收机组之前，应该进行严格的测试机组振动情况。生产运行过程中，对振动检测要做到制度化、经常化，严格监控和控制机组的异常振动，对机组振动的原因要进行科学分析。 参考文献 ： 陆颂元汽轮发电机组振动 北京：中国电力出版社， 陈进机械设备振动监测与故障诊断 上海交通大学出版社， 刘峻华，黄树红，陆继东汽轮机故障诊 断技术的发展与展望 汽轮机技术， 顾晃汽轮发电机组的振动与平衡 北京：中国电力出版社，