趙鐵

摘要：因汽輪機(jī)振動(dòng)造成非正常停機(jī)在電廠的運(yùn)行中占極大比例，給企業(yè)的安全生產(chǎn)造成了很大損失，通過分析查找振動(dòng)大的原因，提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，汽輪發(fā)電機(jī)組在設(shè)計(jì)制造、安裝、檢修和運(yùn)行幾個(gè)方面都有可能引起軸承的振動(dòng)，并簡單介紹了汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)機(jī)理及影響因素。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)組；振動(dòng)；影響因素

汽輪發(fā)電機(jī)是安裝行業(yè)中精度要求較高、難度較大、工藝復(fù)雜的安裝過程，振動(dòng)往往是最難分析，最難消除的問題，如果汽輪機(jī)振動(dòng)超標(biāo)，有可能導(dǎo)致機(jī)組無法正常啟動(dòng)，當(dāng)機(jī)組長期在振動(dòng)超標(biāo)下運(yùn)行時(shí)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行壽命減短，汽輪發(fā)電機(jī)組軸承振動(dòng)的大小直接關(guān)系到機(jī)組能否安全運(yùn)行，而對于發(fā)電廠來說安全運(yùn)行能帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益。引起汽輪發(fā)電機(jī)組軸承振動(dòng)過大或者異常的原因有很多，既有設(shè)計(jì)制造方面的原因；也有運(yùn)行方面的原因；還有安裝和檢修等方面的原因。

一、設(shè)計(jì)制造方面

汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械，如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不重合則會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)子的不平衡而產(chǎn)生一個(gè)離心力，這個(gè)離心力會(huì)對軸承產(chǎn)生一個(gè)激振力而使之引起機(jī)組振動(dòng)，如果這個(gè)離心力過大，則機(jī)組的振動(dòng)就會(huì)異常。所以，汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在裝配時(shí)每裝配一級(jí)葉片都應(yīng)該對該級(jí)葉片進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，整個(gè)轉(zhuǎn)子裝配完成后在出廠之前還應(yīng)該對整個(gè)轉(zhuǎn)子進(jìn)行低速和高速動(dòng)平衡，以確保轉(zhuǎn)子的不平衡量在一個(gè)合格的范圍內(nèi)。

二、安裝和檢修方面

汽輪發(fā)電機(jī)組在安裝和檢修過程中的工藝質(zhì)量對機(jī)組振動(dòng)的影響非常大，針對現(xiàn)場的安裝和檢修情況，下面重點(diǎn)介紹對機(jī)組振動(dòng)有明顯影響的幾個(gè)因素。

1、基礎(chǔ)。汽輪機(jī)基礎(chǔ)的質(zhì)量控制貫穿于土建的施工全過程，特別是在夯實(shí)、墊層施工扎筋、澆筑和養(yǎng)護(hù)階段，必須嚴(yán)格按照施工圖紙和規(guī)范要求，保證基礎(chǔ)有足夠的強(qiáng)度，各測點(diǎn)澄江兩基本一致，且到機(jī)組安裝運(yùn)行后，無沉降現(xiàn)象，如果在安裝過程中，出現(xiàn)基礎(chǔ)下沉或變形，則會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)墊鐵與臺(tái)板有間隙，接觸不嚴(yán)實(shí)，從而增大機(jī)組的振動(dòng)。

2、軸承自身特性。軸承自身特性對機(jī)組振動(dòng)的也會(huì)產(chǎn)生影響，主要包括軸瓦的緊力、頂隙和連接剛度等幾個(gè)方面。軸承的連接情況主要對軸承剛度產(chǎn)生影響，若軸承剛度不夠，在同樣大小的激振力下引起的振動(dòng)較大，所以必須將軸承各連接螺栓擰緊。在現(xiàn)場，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于連接螺栓未擰緊而引起振動(dòng)的現(xiàn)象。

3、動(dòng)靜間隙。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸和汽、軸封之間以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間都存在間隙。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸之間的間隙過大時(shí)，汽輪機(jī)內(nèi)效率會(huì)降低；當(dāng)汽輪機(jī)與軸封之間的間隙過大時(shí)可能會(huì)引起蒸汽外漏或者空氣內(nèi)漏，從而影響機(jī)組的效率和真空；當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙過大時(shí)同樣會(huì)影響發(fā)電機(jī)的效率。但是，它們之間的間隙又不能過小，否則將引起動(dòng)靜碰磨，會(huì)使機(jī)組的振動(dòng)超標(biāo)。因此合理調(diào)整隔板汽封、端部汽封以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙是非常重要的。

4、軸系的連接。轉(zhuǎn)子水平放置時(shí)，由于自重而產(chǎn)生的靜繞曲，所以機(jī)組各轉(zhuǎn)子安裝后，其中心線連接應(yīng)在一條光滑連續(xù)的曲線上，如果曲線的位置形狀不同，則各軸承上的負(fù)荷也不同，因此曲線可按軸承的不同位置而定，只有當(dāng)整個(gè)轉(zhuǎn)子連接在一起，呈一條連續(xù)光滑的曲線，方能保證整個(gè)轉(zhuǎn)子運(yùn)行平穩(wěn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子揚(yáng)度確定后，汽機(jī)縱向水平隨之而定，各軸承負(fù)荷轉(zhuǎn)子受力也隨之而定。并且還要保證聯(lián)軸器同心。

5、浮動(dòng)油檔的安裝。從現(xiàn)場大量的振動(dòng)測試可知，浮動(dòng)油檔碰磨振動(dòng)可在任何形成軸系、不同軸向位置上產(chǎn)生顯著振動(dòng)，由于現(xiàn)場安裝不當(dāng)，浮動(dòng)環(huán)未獲得良好的密封效果，由于將徑向間隙和軸向間隙安裝過小會(huì)引起卡澀，過大的軸向間隙會(huì)使環(huán)失去導(dǎo)向和定位作用，使環(huán)在軸上發(fā)生歪斜，引起卡澀，鑒于此，在安裝期間，將徑向間隙適當(dāng)放大，保持合理的徑向和軸向間隙，避免引起振動(dòng)。

三、運(yùn)行方面

如果在機(jī)組設(shè)計(jì)制造、安裝和檢修期間各方面都能保證質(zhì)量，那機(jī)組就不會(huì)發(fā)生振動(dòng)大而影響運(yùn)行了嗎？答案是否定的，機(jī)組的振動(dòng)除了與上面闡述的各方面因素有關(guān)外，還與機(jī)組的運(yùn)行狀況存在很大的關(guān)系。

1、機(jī)組膨脹。前面已經(jīng)講到，機(jī)組的滑銷系統(tǒng)對機(jī)組振動(dòng)的影響情況，而機(jī)組的膨脹是受其滑銷系統(tǒng)制約的。最明顯的例子是在開機(jī)過程中，當(dāng)機(jī)組的暖機(jī)時(shí)間不夠或者升速加負(fù)荷過快，則機(jī)組各部分的膨脹就不一樣，這樣一方面會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，減少機(jī)組的壽命；另一方面就會(huì)引起過大的膨脹差，從而影響機(jī)組的開機(jī)過程。當(dāng)機(jī)組的膨脹不充分時(shí)，極易引起機(jī)組的動(dòng)靜碰磨而產(chǎn)生振動(dòng)。

2、潤滑油溫。軸頸在軸瓦內(nèi)的穩(wěn)定性如何決定了機(jī)組誘發(fā)振動(dòng)的可能性有多大，當(dāng)穩(wěn)定性太差時(shí)，外界因素的變化很容易引起機(jī)組振動(dòng)的產(chǎn)生。而潤滑油在軸瓦內(nèi)形成的油膜如何又是影響轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性的一個(gè)重要影響因素，油膜的形成除了與軸承烏金有關(guān)外，還有一個(gè)重要因素就是潤滑油油溫，潤滑油油溫應(yīng)該在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，過高過低都對油膜的形成不利。

3、軸封進(jìn)汽溫度。每一軸封的進(jìn)汽溫度都不一樣，在運(yùn)行規(guī)程所允許的范圍內(nèi)調(diào)整軸封進(jìn)汽溫度會(huì)對機(jī)組的振動(dòng)產(chǎn)生一定的影響。軸封進(jìn)汽溫度對機(jī)組振動(dòng)的影響主要表現(xiàn)為進(jìn)汽溫度對軸承座標(biāo)高的影響和溫度對端部汽封處動(dòng)靜間隙的影響，這兩方面對機(jī)組振動(dòng)的影響機(jī)理在前面已經(jīng)述及。

4、斷葉片。當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生斷葉片時(shí)，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布明顯發(fā)生改變，因此機(jī)組的振動(dòng)會(huì)發(fā)生明顯的變化，這種情況在現(xiàn)場有時(shí)可能不會(huì)被察覺，因?yàn)檎駝?dòng)的變化既包括振動(dòng)大小的變化也包括振動(dòng)相位的變化，而現(xiàn)場大多數(shù)儀表只能監(jiān)視振動(dòng)大小的變化。為了盡量避免斷葉片的現(xiàn)象發(fā)生，除了在設(shè)計(jì)制造和安裝檢修期間采用適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀ＷC外，運(yùn)行中在增減機(jī)組負(fù)荷時(shí)應(yīng)盡量平穩(wěn)。

結(jié)論：

汽輪機(jī)異常振動(dòng)時(shí)汽輪機(jī)運(yùn)行過程中不可避免的故障，同時(shí)也是較為常見的故障。在進(jìn)行此類故障排除時(shí)，不能急于拆解機(jī)組，首先要根據(jù)故障特征進(jìn)行故障分析，確定故障點(diǎn)后查看機(jī)組安裝及維修記錄，確認(rèn)故障點(diǎn)零部件情況。如故障點(diǎn)零部件為剛剛檢修過并更換，因再次確認(rèn)故障點(diǎn)，確認(rèn)為改點(diǎn)后進(jìn)行拆解。一般來講短期內(nèi)進(jìn)過維護(hù)保養(yǎng)的部件出現(xiàn)故障的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于維護(hù)時(shí)間長的部件。因此，在進(jìn)行汽輪機(jī)異常振動(dòng)原因分析時(shí)要格外注意。許多情況時(shí)需要維修人員長期積累的經(jīng)驗(yàn)來判斷的，加強(qiáng)企業(yè)汽輪機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)人員培訓(xùn)，提高維修人員素質(zhì)及專業(yè)技能時(shí)提高汽輪機(jī)故常排除效率的最佳途徑。