謝巍

摘 ?要：汽輪機能夠?qū)⒄羝芰哭D(zhuǎn)化為機械能，其作為蒸汽動力裝置中較為重要的組成部分，通常將其在實踐應(yīng)用中作為發(fā)電的原動機，這也對其安全運行提出了更高的要求。在汽輪機組安裝時，對技術(shù)性和專業(yè)性有較高的要求，而且在安裝操作過程中需要重視機組振動問題，因此需要積極采取有效的措施來對安裝中的振動問題進行有效控制，以此來保證汽輪機組的安全使用，提高其運行效率。

關(guān)鍵詞：汽輪機;安裝;振動;原因;對策

中圖分類號：TK26 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）35-0094-02

Abstract： Steam turbine can convert steam energy into mechanical energy， which is an important part of steam power plant， and it is usually used as the prime mover of power generation in practice， which also puts forward higher requirements for its safe operation. In the installation of steam turbine units， there are high requirements for technology and professionalism， and attention should be paid to the vibration of steam turbines in the process of installation and operation， so it is necessary to take active and effective measures to effectively control the vibration problems in installation， in order to ensure the safe use of steam turbine unit and improve its operation efficiency.

Keywords： steam turbine; installation; vibration; cause; countermeasure

1 汽輪機工作原理及特點

在汽輪機運行過程中，需要借助于蒸汽設(shè)備來擠壓蒸汽，并通過輪換的作用來進行轉(zhuǎn)換，通過在汽輪機組內(nèi)進行熱交換，以此來將蒸汽能轉(zhuǎn)化為機械能，提供了機械設(shè)備生產(chǎn)使用。由于汽輪機帶離心壓縮機，因此通過打開閘門檢測機組運行狀態(tài)，并獲取到汽輪機帶離心壓縮機的實際運行參數(shù)，這在汽輪機組調(diào)節(jié)過程中具有非常重要的作用，有利于提高機組整體運行效率，保證汽輪機穩(wěn)定的運行。在實際汽輪機應(yīng)用過程中需要重視其配套設(shè)備。由于汽輪機主要構(gòu)成組件為輪轉(zhuǎn)部位和聯(lián)動區(qū)域，在使用過程中汽輪機需要處于較高的溫度下，這也使汽輪機具有較高的精密度，并需要與加熱器設(shè)備結(jié)合，以此來構(gòu)成較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)部件。在實際應(yīng)用中汽輪機優(yōu)勢十分明顯，對于整體設(shè)備功耗和轉(zhuǎn)化單位面積熱能的提升都具有極為重要的意義。

2 汽輪機組安裝中振動的原因

2.1 汽流激振

在汽輪機組安裝導(dǎo)致的振動中，汽流激振是較為常見的現(xiàn)象，其呈現(xiàn)出突發(fā)性和振動增大的特點。主要是在汽輪機組運行過程中會有大量低頻分量產(chǎn)生，由此而導(dǎo)致汽流激振現(xiàn)象出現(xiàn)。在汽輪機運行中，當葉片受到不均衡氣體沖擊、外軸封不固定或是氣體流紊亂沖擊葉片末端等情況時，必然會導(dǎo)致汽流激振現(xiàn)象發(fā)生，從而引發(fā)汽輪機發(fā)生振動。

2.2 轉(zhuǎn)子熱變形

當汽輪機組在冷態(tài)下啟動時，啟動后會開始定速帶負荷運行一段時間，在這段時間內(nèi)，當轉(zhuǎn)子溫度、蒸汽參數(shù)及倍頻振幅等發(fā)生變化時都會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)熱變形。轉(zhuǎn)子變形是由于轉(zhuǎn)子在持續(xù)受熱狀態(tài)下會出現(xiàn)彎曲，當轉(zhuǎn)子變形嚴重時則會無法均衡轉(zhuǎn)動，從而導(dǎo)致汽輪機振動現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 滑銷系統(tǒng)故障

在汽輪機實際運行過程中，由于會有大量的熱量產(chǎn)生，這些熱量極易造成汽輪機組內(nèi)部各部件出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象。針對于這種情況下，通常會設(shè)置滑銷系統(tǒng)來保證膨脹狀態(tài)下的零部件能夠正常工作。但當汽輪機組實際運行過程中滑銷系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則受熱膨脹的零件無法正常運輸，部分機構(gòu)傳遞也會卡澀，這必然會導(dǎo)致機組發(fā)生振動。

2.4 活動部件進入汽輪機

當安裝過程中有活動部件進入到汽輪機中時，汽輪機組啟動后，進入其中的活動部件在汽流沖擊作用下會對內(nèi)部構(gòu)件帶來不同程度的撞擊，由此而導(dǎo)致汽輪機出現(xiàn)振動。另外，不同部件之間存在摩擦或是潤滑不足時，也會使汽輪機組出現(xiàn)不規(guī)則的振動。

2.5 設(shè)計制造安裝不合格

汽輪機屬于較為精密的機械，在設(shè)計、制造過程中對于精度有較高的要求。一旦安裝過程中操作不規(guī)范，或是裝配工藝質(zhì)量不合格，汽輪機運行過程中轉(zhuǎn)子無法保持平衡的運行狀態(tài)，運行時間一長，必然會導(dǎo)致這種狀況加劇，由此而引發(fā)振動故障。

3 汽輪機組安裝中振動的預(yù)防和處理

當汽輪機組安裝中出現(xiàn)振動故障時，其端部軸封易受到磨損，這必然會對設(shè)備整體氣密性帶來影響。當有空氣進入到低壓缸中時，真空高壓端部軸會有大量的氣體出現(xiàn)泄漏，機組局部會出現(xiàn)溫度過高及彎曲的情況，同時軸系的表層膜的潤滑度也會隨之下降，導(dǎo)致磨損加劇，甚至軸瓦烏金會被溶斷。在振動過程中，機組滑銷容易受損，從而影響熱膨脹效果，并引發(fā)一系列與其相關(guān)的故障。在實際汽輪機組安裝過程中，由于出現(xiàn)振動現(xiàn)象的原因較為復(fù)雜，而且振動所帶來的危害也較大，因此需要積極采取有效的措施加以預(yù)防和解決，保證汽輪機組運行的穩(wěn)定性。

3.1 嚴格規(guī)范地腳螺栓、錨固板、基礎(chǔ)處理和臺板的安裝

汽輪機組運行時轉(zhuǎn)速較高，會有較大的振動產(chǎn)生，這也對安裝基礎(chǔ)和安裝的精度提出了嚴格的要求。在實際安全時，宜根據(jù)具體的圖紙來設(shè)計由可調(diào)式地腳螺栓及錨固板組成的支撐固定結(jié)構(gòu)，針對地腳螺栓和錨固板進行精確定位，同時還要保證地腳螺栓和錨固板區(qū)域的基礎(chǔ)支撐剛度。在基礎(chǔ)處理時則要重視對基礎(chǔ)表面油污的處理及二次灌漿區(qū)域基礎(chǔ)的鏨毛。具體在臺板安裝之前，需要合理布置墊鐵，安裝時臺板要求與汽缸、軸承座接合面嚴密接觸，避免由于臺板安裝質(zhì)量不合格而產(chǎn)生振動。另外，對于汽輪機基礎(chǔ)還要定期進行沉降觀測，并通過對觀測點沉降數(shù)據(jù)的分析來對基座的相對沉降量進行確定，從而為機組安裝提供重要的依據(jù)。

3.2 軸承座、軸承和轉(zhuǎn)子葉片的安裝

在軸承安裝時，需要嚴格控制軸瓦緊力、墊塊接觸、頂隙和連接剛度，保證具體的安裝質(zhì)量與施工要求相符。同時還要根據(jù)廠家建議，并與自身實際情況相結(jié)合，認真調(diào)整軸承標高。具體可以根據(jù)各軸承標高情況，提前在墊鐵配制時預(yù)留相應(yīng)的預(yù)抬量，這樣便于調(diào)整，可以更好地滿足不同軸承負荷的要求。在具體安裝作業(yè)前，需要對推力瓦進行認真檢查，并在安裝時針對推力瓦間隔和接觸程度的檢測進行記錄。

在具體安裝轉(zhuǎn)子葉片時，為了避免出現(xiàn)斷裂情況，需要提前做好轉(zhuǎn)子葉片檢查，針對于每一級葉片的外觀逐一進行檢查，確保轉(zhuǎn)子葉片及復(fù)環(huán)沒有松動和損傷的情況，同時鑲嵌平整，沒有凸出的部分。在安裝現(xiàn)場，還應(yīng)針對于葉片開展靜頻率試驗，確保轉(zhuǎn)子葉片的質(zhì)量。

3.3 機組中心影響的控制

機組中心具體以轉(zhuǎn)子與汽缸或是靜子的同心度、支撐轉(zhuǎn)子各軸承的標高、軸承連接的同心度和平直度等內(nèi)容為主。當轉(zhuǎn)子與汽缸或是靜子同心度存在過大偏差時，易出現(xiàn)振動故障及動靜碰磨，一旦磨損部位在轉(zhuǎn)軸位置，則會造成轉(zhuǎn)子彎曲，導(dǎo)致振動加劇。同時當連接軸系不同心和不平直時，轉(zhuǎn)子會出現(xiàn)預(yù)載荷，一旦其處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)，則會產(chǎn)生激振力，引發(fā)機組振動。因此針對于機組中心問題，在實際汽輪機組安裝作業(yè)時，不僅要嚴格按照圖紙要求，同時還要在廠家指導(dǎo)下，與現(xiàn)場實際情況相結(jié)合，針對于具體的影響因素進行調(diào)整和處理。對于低壓轉(zhuǎn)子按照其設(shè)計要求來對其前后軸徑的揚度進行調(diào)整，以基準的低壓轉(zhuǎn)子為基礎(chǔ)來進行整條軸系的找正，然后再相對于轉(zhuǎn)子來對相關(guān)靜止部套、缸體等進行調(diào)整。聯(lián)軸器則依據(jù)聯(lián)軸器中心偏差的測量結(jié)果來進行調(diào)整。

3.4 滑銷系統(tǒng)、動靜間隙及活動部件的檢查和安裝

由于滑銷系統(tǒng)的作用是引導(dǎo)機組按預(yù)定方向自由膨脹，以此來保證汽輪機組動、靜部分中心位置及各處間隙在膨脹時能夠滿足要求，確保運行的穩(wěn)定性。因此要根據(jù)圖紙及規(guī)范要求來檢查滑銷系統(tǒng)，并做好安裝操作。并在安裝現(xiàn)場根據(jù)出廠要求來對汽輪機轉(zhuǎn)子與汽缸和軸封之間、發(fā)電機轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙進行調(diào)整，使其間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)。另外，在汽輪機組安裝過程中，需要特別重視避免有活動部件留存在汽缸內(nèi)部的情況，安裝完成后也需要嚴格檢查。

3.5 浮動油擋安裝

汽輪機組通過加裝浮動油擋可以增加密封效果。一旦浮動油擋安裝不當，則會引發(fā)振動。在具體安裝浮動油擋時，宜適當放大徑向間隙，使徑向和軸向間隙保持合理。安裝前宜對油擋安裝位置進行檢查，保證間距預(yù)留的合理性。并采取有效的固定方式來保證浮動油擋安裝的牢固性，避免由于軸向定位部件安裝不當而導(dǎo)致軸向偏斜情況發(fā)生。另外，浮動油擋要采用外接潤滑油的方法，以此來將浮動環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間的干摩擦消除掉，降低其碰磨對軸系振動的影響。

3.6 機組真空影響

由于機組真空與排汽缸溫度之間相輔相成，一個因素變化則會導(dǎo)致另一個因素發(fā)生改變，一旦處理不合理，必然會引發(fā)振動。這就需要重視涉及到真實方面的安裝作業(yè)。在具體安裝作業(yè)過程中，需要仔細檢查系統(tǒng)真空情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并加以處理。并根據(jù)按照廠家要求提前考慮機組抽真空及運行時的不利因素。在具體安裝軸承座時，要考慮好軸承標高的預(yù)留量，合理調(diào)整軸承的標高。

3.7 解決安裝時發(fā)電機、勵磁機磁場中心不對稱的情況

汽輪機組安裝時當發(fā)電機與勵磁機磁場在軸向磁場中心和圓周方面磁場中心出現(xiàn)不對稱時，則會引發(fā)振動問題發(fā)生。因此在現(xiàn)場安裝時，在沒有特殊情況下宜現(xiàn)場測量發(fā)電機的空氣間隙和磁力中心，由于結(jié)構(gòu)原因無法現(xiàn)場測量時，對于發(fā)電機空氣間隙安裝過程中沒有變動過出廠裝配位置的情況可以不再進行測量，對于結(jié)構(gòu)原因無法按照常規(guī)方法測量磁力中心時，宜在穿轉(zhuǎn)子前做好定子、轉(zhuǎn)子軸向相對位置的外引值的方法，以此來對磁力中心進行確定。在解決軸向磁場中心和空氣間隙問題時，宜根據(jù)現(xiàn)場情況，并在廠家指導(dǎo)下進行適當?shù)恼{(diào)整，確保軸向磁場中心和空氣間隙與要求相符。另外，安裝時還要做好轉(zhuǎn)子和定子的絕緣測試工作，以此來保證機組運行的安全性。

4 結(jié)束語

在汽輪機組安裝時，振動是較為常見的問題，在頻繁的振動下必然會對汽輪機的正常運行帶來影響。因此需要重視汽輪機組安裝時的振動問題，積極采取有效的措施加以預(yù)防和解決，提高汽輪機組運行的效率，使其有效的發(fā)揮其實際效能。

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