1、1汽轮机油膜振荡的影响因素与预防措施中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1673-0992(2009)03-0037-01 摘要：油膜振荡是由于滑动轴承中的油膜作用而引起的旋转轴的自激振荡，可产生与转轴达到临界转速时同等的振幅或更加激烈。导致油膜振荡的因素有：轴系结构设计、轴承负载、润滑油黏度、轴瓦间隙等，针对上述提出了相应措施。 关键词：油膜振荡 因素 措施 油膜涡动和油膜振荡在高、中压和低压转子上均可能发生，并且由于转子标高受热负荷的影响，油膜失稳不但可能在升速过程。而且也可能在带负荷期间发生。油膜振荡不仅会导致高速旋转机械的故障，有时也是造成轴承或整台机组破坏的原因。油膜振荡的特
2、征与不平衡振动有本质的区别，油膜振荡具有以下特征：油膜振荡在转子临界转速的 2倍以上转速时发生，一旦发生振荡。振幅急剧加大，即使再提高转速。振幅也不会下降。见图 1。强烈振动有时会导致烧瓦和轴系的破坏；油膜振荡具有惯性效应，升速时产生油膜振荡的转速与降速时油膜振荡消失的转速不相同，见图 2；油膜振荡开始发生，但还未发展为剧烈的自激振动时，轴心轨迹图形呈现紊乱状态，在一般情况下，正常工作时，轴心也是按一定的轨迹运动，其轨迹在小范围内变化。当油膜振荡发生2时，振动逐步剧烈，轨迹的变化范围剧烈增大，且呈紊乱状态：油膜振荡时转轴将承受较大的交变应力，由油膜振荡产生的交变应力的频率是转轴旋转频率与轴心涡
3、动频率的差。 一、导致油膜振荡的常见因素 根据油膜失稳的定性分析，结合汽轮机实际运行过程中出现的油膜失稳及处理方法。可总结出导致油膜振荡的因素如下： 1、轴系结构设计。它影响转轴的刚度，也即影响临界转速：同时也影响转轴的载荷分布及轴的挠曲程度：转轴在工作过程中偏心率的大小将影响其临界转速，同时也影响轴承的工作条件，即轴承的工作性能。 2、轴承负载。汽轮发电机组轴系安装时，是在转子不旋转的状态下，按制造厂家提供的挠度曲线和规范，调整轴承中心位置找正的。但在运行过程中。由于机组的热变形，转子在油膜中浮起，以及真空度、地基不均匀下沉等因素的影响。轴系对中情况将发生变化，即标高产生起伏。因此，在热态下
4、，机组轴承的负荷将重新分配，有可能使个别轴承过载，出现温升过高和烧瓦。个别轴承的负荷偏低，产生油膜振荡或其它异常振动。 3、润滑油黏度。影响润滑油黏度的因素有油质、油的牌号和油温。随着油黏度的提高，轴瓦稳定性会降低。影响油质的因素主要是油中含水和劣化。目前，国内使用的汽轮油有 32 号和 46 号两种，前者黏度小3于后者。油温对油黏度有很大的影响。当其它条件不变时，油温高则油的黏度低，最小油膜厚度变小，轴承的工作点、油膜刚度和阻尼系数都将发生变化。一般情况下，油温高，最小油膜厚度小，偏心率大。轴承不易产生油膜振荡，即提高了稳定转速。 4、轴瓦间隙及其它因素。轴瓦间隙影响轴承的稳定性，主要是由于
5、影响轴承运行的最小间隙，最小间隙是稳定工作的重要依据。最小间隙越小，轴承工作越稳定。根据国内外文献及实验说明，轴承紧力、支承座、基础的刚度等对轴系稳定性也有影响。定性地说，支承刚度、阻尼增大稳定性提高，特别是增大阻尼对提高稳定性有明显的作用。 二、油膜振荡的预防和处理措施 1、改变轴承间隙。在轴瓦稳定性计算中，不论是圆筒瓦、椭圆瓦还是三油楔瓦，随着轴瓦半径间隙的增大，稳定性将增高。但根据实际运行经验来看却并非如此，这三种轴瓦过大的顶隙都会显著降低轴瓦稳定性，所以要尽量减小轴瓦顶隙。在现场减少轴瓦顶隙，一般都采用修刮轴瓦中分面的方法，使圆筒形瓦变成椭圆瓦、椭圆瓦的椭圆度进一步增大，三油楔瓦变成三
6、油楔和椭圆混合型瓦，这样就加大了上瓦的油膜力，使轴颈上浮高度降低，从而提高轴瓦的稳定性。椭圆瓦和三油楔瓦顶隙可以减少到轴颈直径的 1-1.3，轴颈直径大的，取上限；轴颈直径小的，取下限。目前现场真正的圆筒形瓦(顶隙等于 2 倍侧隙)已很少见到，而所谓的圆筒形瓦实际上椭圆瓦，其顶隙和侧隙近似相等，当这种轴瓦4发生自激振动时，可以将其顶隙减少至轴颈直径的 1.2-1.5，这是由于这种轴瓦侧隙较小。顶隙不宜过小，否则会引起乌金温度的升高。 2、换用稳定性较好的轴瓦。目前现场使用的有圆筒瓦、椭圆瓦、三油楔瓦和可倾瓦，前 2 个轴瓦在现场使用已有较长的历史，而且积累了较丰富的使用经验。从稳定性来说，椭圆
7、瓦好。因此。在现场发生轴瓦自激振动时，首先是将圆筒形改成椭圆瓦。实践证明，效果良好。目前国内可倾瓦只是局限在大型机组上使用。 3、提高润滑油进油温度(一般提高至 40-45)，减少油黏度，以减少 值，启动顶轴油泵，采用静压和动压混合式运行方式提高轴承油膜的径向刚度。此措施已成一般机组发生油膜振荡时采取的最有效的手段。只要一启动顶轴油泵，油膜振荡立即消除。 三、小结 油膜振荡对汽轮机组设备的危害极大。所以在实际运行和检修过程中都必须认真对待这个问题。在发生油膜振荡时，应根据产生的现象，及时采取措施，以保证机组的安全运行。但必须指出，轴瓦自激振动虽然与机组运行中的某一参数有关，例如凝汽器真空、主蒸汽参数、有功负荷、热负荷、励磁电流等，但是在拟定消除振动措施时，不能只局限于针对这些有关参数，而必须从消除轴颈扰动过大和提高轴瓦稳定性最基本的因素着手，这样才能获得较好的效果。
