汽轮发电机组振动大的原因与分析及处理

汽轮发电机组振动大的原因与分析及处理

张文明

（神华亿利电厂内蒙古014300）

摘要：本文主要论述了汽轮发电机组振动大的原因，进而分析了振动带来的危害，并深入分析了汽轮发电机组振动的保护逻辑设置方法，可以为控制汽轮发电机组的振动提供参考和借鉴。

关键词：汽轮发电机组；振动；原因；处理

一、前言

在汽轮发电机组运行的过程中，振动的危害非常之大，过大的振动往往会导致汽轮发电机组出现各种故障，因此，对汽轮发电机组设置振动保护逻辑，是有效控制振动的途径之一。

二、汽轮发电机振动带来的危害

1、固件松动或者断裂

由于使用过程的磨损或者维修保养不当，汽轮发电机机组的部分固件会发生松动及断裂情况，如果此时不采取一定的措施，就会连带其他机组发生振动，从而使相关部件及连接部位变得脆弱，降低了使其使用年限。如果该现象比较严重，就会在零件的各个部件之间以及金属和焊缝之间出现疲劳损坏区，长此以往，就会产生大面积损坏区，不仅影响整个机组的使用，而且还可能会出现报废情况。

2、厂房的的损坏

比上述情况更为严重的冲击立式水轮机组共振，会发生机组设备与厂房共振的现象，使其在运转过程中对厂房建筑及附近相关机组造成影响，而且也会使得汽轮发电机的振动机组旋转部分发生更剧烈的摩擦。

三、汽轮发电机组的振动大的原因

1、机组膨胀

当滑销系统本身不存在问题时，如果运行人员操作不当，机组也会出现膨胀不均的问题。最明显的例子是在启机过程中，当机组的暖机时间不够或者升速过快，则机组各部分的膨胀不一样，这样一方面会产生应力，减少机组的寿命；另一方面就会引起过大的差别膨胀，从而影响机组的开机过程。当机组的膨胀不充分时，极易引起机组的振动和动静碰磨。

2、润滑油温

轴颈在轴瓦内的稳定性如何，决定了机组诱发振动的可能性有多大，当稳定性太差时，外界因素的变化很容易引起机组振动的产生。而润滑油在轴瓦内形成的油膜如何，又是影响转子稳定性的一个重要因素，油膜的形成除了与轴承乌金有关外，还有一个重要因素就是润滑油油温，润滑油油温应该在一个合理的范围内，过高过低都对油膜的形成不利。

3、机组真空和排汽缸温度

机组真空和排汽缸温度总是相辅相成的，其中一个因素的变化必然引起另一个因素的改变。对于轴承座坐落在排汽缸上的机组来说，排汽缸温度的变化主要表现在对轴承坐标高的影响上，所以会对机组的振动产生影响。

辅机设备应掌握其性能特征，把握住参数变化及数据要求：冷却循环水质差，凝汽器铜管内表面积垢，使得换热系统减少，换热效果差，尾气不能得到很好的冷却，凝汽器密封性差，射水抽汽器密封不好，起不到抽汽作用，都会引起真空的变化也是产生振动的一个因素。铜管结垢要及时清理，清理的方法很多，一般电厂是半面运行半面清扫，方法是用与铜管内径差不多的钢管刷加带水皮管来回移动，去除垢层达到除垢目的。

4、发电机转子电流

当电流通过发电机转子时会产生热量，这部分热量就要会使发电机转子产生膨胀，当发电机本身存在一定量的质量不平衡时，由于膨胀会使该不平衡量产生的力矩发生改变，从而引起机组的振动变化；当发电机自身存在膨胀不均时，即使冷态情况下质量平衡较好，也会由于膨胀的不均匀性产生动态的质量不平衡，而这一质量不平衡在发电机转子恢复到冷态时也会随之消失。

5、断叶片

当汽轮机发生断叶片时，转子的质量分布明显发生改变，因此机组的振动会发生明显的变化，这种情况在现场有时可能不会被察觉，因为振动的变化既包括振动大小的变化也包括振动相位的变化，而现场大多数仪表只能监视振动大小的变化。为了尽量避免断叶片的现象发生，除了在设计制造和安装检修期间采用适当的措施来保证外，运行中在增减机组负荷时应尽量平稳。

四、汽轮发电机组振动的保护逻辑设置

汽轮发电机组振动保护逻辑设置方法是采用多点监测信息，将两个方向上的轴振和瓦振结合在一起考虑，全面地反映机组振动严重程度，满足不同部位轴承振动监测和保护要求。本保护逻辑设置时轴振和瓦振跳机值分别参照国际标准ＩＳＯ７９１９－２—２００５《机械振动———在转轴上测量来评定机械振动》（振动值大于２５４μｍ）设置，轴振和瓦振的报警值并不采用国际标准，而是分别建立在机组历史轴振和瓦振平均值基础上（机组运行稳定期内３～６个月平均值），瓦振报警值在瓦振历史平均值基础上增加２０μｍ，轴振报警值在轴振历史平均值基础上增加３０μｍ，满足不同转子—轴承系统动力特性下振动保护需求。汽轮发电机组整机振动保护逻辑设置建立在单个轴承振动监测和保护逻辑基础上，将多个轴承振动保护输出信号“相或”后得到整机振动保护逻辑输出信号。

1、测点安装

在汽轮发电机组每一个轴承座顶部垂直方向上安装磁电式（或压电式）振动速度传感器，测量轴承座振动速度信号，输出轴承座振动位移信号，由电子硬件峰－峰值检波电路求出轴承座振动位移信号峰－峰值，定义为瓦振。在汽轮发电机组每一个轴承座的顶部垂直方向上逆转动方向偏离４５°（Ｘ方向）和顺转动方向偏离４５°方向（Ｙ方向）各安装一支电涡流振动传感器，测量两个方向上转轴相对于轴承座振动信号，由电子硬件峰－峰值检波电路求出两个方向上转轴相对于轴承座振动位移信号峰－峰值，定义为Ｘ向轴振和Ｙ向轴振。

2、设置方法

单个轴承座上实测到的Ｘ向轴振、Ｙ向轴振和瓦振，根据单个轴承振动保护逻辑设置方法输出单个轴承座振动保护信号，设置方法：Ｘ向轴振超标汽轮机跳闸为“Ｘ向轴振大于轴振跳机值”与（“Ｙ向轴振大于轴振报警值”或“瓦振大于瓦振报警值”）；Ｙ向轴振超标汽轮机跳闸为“Ｙ向轴振大于轴振跳机值”与（“Ｘ向轴振大于轴振报警值”或“瓦振大于瓦振报警值”）；瓦振超标汽轮机跳闸为“瓦振大于瓦振跳机值”与（“Ｘ向轴振大于轴振报警值”或“Ｙ向轴振大于轴振报警值”）；轴承振动超标汽轮机跳闸为“Ｘ向轴振超标汽轮机跳闸”或“Ｙ向轴振超标汽轮机跳闸”或“瓦振超标汽轮机跳闸”。

新型振动保护逻辑设置方法：将单个轴承振动保护逻辑输出信号“相或”后，得到整个汽轮发电机组振动保护信号。设轴承总数为ｎ，汽轮发电机组整机振动跳机输出信号为“轴承１振动保护输出信号”或“轴承２振动保护输出信号”或…或“轴承ｎ振动保护输出信号”。设置步骤如下。

ａ.在每一个轴承座的垂直方向上布置一个磁电式或压电式速度传感器，测量轴承座振动速度，通过硬件积分电路得到振动位移，由硬件峰－峰值检波电路得到振动位移峰－峰值，定义为瓦振。

ｂ.在每一个轴承座的Ｘ方向和Ｙ方向上各布置一个电涡流式位移传感器，测量转轴相对于轴承座的振动位移，由硬件峰－峰值检波电路得到振动位移峰－峰值，分别定义为Ｘ向轴振、Ｙ向轴振。

ｃ.Ｘ向轴振报警值为Ｘ向轴振历史平均值加３０μｍ；Ｙ向轴振报警值为Ｙ向轴振历史平均值加３０μｍ；瓦振报警值为瓦振历史平均值加２０μｍ。ｄ．Ｘ向轴振跳机值为２５０μｍ；Ｙ向轴振跳机值为２５０μｍ；瓦振跳机值为８０μｍ。

ｅ.由单个轴承座振动保护逻辑输出得到单个轴承座振动保护信号。

ｆ.将单个轴承座振动保护逻辑输出信号相或得到汽轮发电机组整机振动保护信号。

五、结束语

综上所述，汽轮发电机组振动的原因众多，如果要一一进行分析和处理显得太麻烦，而且效率不高，因此，使用汽轮发电机组振动的保护逻辑设置，可以较为高效的对机组振动进行控制。

参考文献

[1]应光耀,吴斌,董益华,马思聪.发电厂风机常见振动故障及处理[J].浙江电力.2013(02)

[2]尚龙.汽轮机常见振动故障和诊断方法探析[J].科技创新与应用.2013(25)

[3]潘云珍,李峰.网内机组几种常见振动故障及消除对策[J].内蒙古电力技术.2014(01)