论汽轮机振动原因

论汽轮机振动原因

洪族奇

哈尔滨汽轮机厂有限责任公司150046

摘要：一般来说，振动是一种具有周期性的往复运动，汽轮发电机组在高速旋转过程中，正常运行时也总是存在不同程度和不同方向的振动，而这种运动威胁着机组的安全运行。因此，汽轮发电机组一旦出现振动时，应及时发现为什么引起振动，并尽快消除诱因，机组不能在强烈振动的情况下继续运行。

关键词：汽轮机异常振动振动标准振动危害

一、汽轮机以及汽轮机的应用

汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，也称蒸汽透平，它的特点是转速高，功率大，经济性好。那汽轮机主要是用来做什么的呢，一般来说，它是现代大型火力发电厂，原子能发电厂和大型船舶中的原动机。也可以直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽等满足生产和生活上的供热需要。

二、产生异常振动的原因

一般情况下，汽轮机产生振动的原因有：

(1)机组在运行中中心不正引起的振动

1)汽轮机在启动时，如果暖机时间不够，或者升速、加负荷太快，会引起汽缸受热膨胀不均匀，或者滑销系统卡涩使汽缸不能自由膨胀，均会使汽缸转子相对歪斜，导致机组产生不正常的位移，从而引起振动。2)机组在运行中，如果真空下降，将使排汽缸温度升高，轴承上抬，因而破坏机组的中心，引起振动。3)靠背轮安装不正确，中心没有找准确，因此运行中发生振动，且此振动是随负荷增加而增大的。4)在机组蒸汽温度超过额定值的情况下，膨胀差和汽缸变形增加，如高压轴封向上抬起等，这样会造成中心移动而引起振动。

(2)转子质量不平衡，引起振动。

1)运行中如果发生叶片折断、脱落或不均匀磨损、腐蚀、结垢时，会使汽轮机的转子产生不平衡的现象。2)当转子找平衡时，如果平衡质量选择不当或者转子安装位置不当，使得转子上某些零部件松动，以及发电机转子绕组松动或不平衡等，均可以使转子质量不平衡，从而使汽轮机产生振动。

(3)如果转子发生弹性弯曲，即使不引起动、静部分的摩擦，也会引起机组振动。

(4)轴承的油膜不稳定或者受到破坏时，将会导致轴瓦烧毁，从而引发因受热而使轴颈弯曲，导致造成剧烈振动。

(5)汽轮机内部的工作叶片和它的导向叶片相摩擦，会使通流部分辐向间隙不够或安装不当，还会导致隔板弯曲、叶片变形等，均会引发摩擦而使机组产生振动。

(6)汽轮机机械安装部件松动引起振动

汽轮机外部零件（如地脚螺栓、基础等）的松动，会引起机组振动。

三、异常振动的标准

我们研究汽轮机振动的主要目的是消除异常振动对设备本身或者运行的危害，那么什么样的振动是异常的振动，需要我们及时消除呢？以下事汽轮机振动的标准。

1）汽轮机转速在1500r/min时，振动双振幅50um以下为良好，70um以下为合格；汽轮机转速在3000r/min时，振动双振幅25um以下为良好，50um以下为合格。

2）标准还规定了新装机组的轴承振动不宜大于30um。

3）标准规定的数值，适用于额定转速和任何负荷的稳定工况。

4）标准对轴承的垂直、水平、轴向三个方向的振动测量均进行了规定。在进行振动测量时，每次测量的位置都应该保持一致，否则将会带来很大测量误差。

5）如果三个方向的任意一个方向的振动幅值超过规定的数值了，那么就认为该机组的振动状况是不合格的，应当采取措施来消除或者减小振动。

6）紧停措施还规定了汽轮机运行中如果振动突然增加了50um应立刻打闸停机。同时还规定临界转速的振动最大不可超过100um。

由上述数据可知，当汽轮机振动不满足以上标准的时候，即可断定为是异常振动，应该及时采取措施减小或者消除异常振动。

3.0异常振动的危害

当汽轮机产生异常振动的时候，不仅对机组本身产生极大的危害，还会在运行过程中产生很大的阻碍甚至会引发不可预知的意外，以下列举一些常见危害。

1.端部轴封磨损，造成低压汽缸漏真空，影响机组的经济性；高、中压缸漏汽量大，使转子轴颈局部受热发生热弯曲，润滑油混入水分，破坏油膜。隔板汽封磨损，磨损严重时，将使级间漏汽增大，影响经济性，还会增加转子上的轴向推力，以致引起推力瓦过负荷。

2.造成动静部分的摩擦，使转子局部受热而产生热弯曲甚至是永久性弯曲。

3.滑销磨损，严重磨损时，会影响机组的正常热膨胀，从而引起严重的事故。

4.轴瓦乌金磨损，引起紧固螺钉松脱、断裂。

5.转动部件材料的疲劳强度降低，将引起叶片和轮盘等的损坏。

6.造成调速系统的不稳定，会引起调速系统事故。

7.造成危急遮断器误动作。

四、汽轮机的诊断处理

当检测出汽轮机的异常振动后，应及时对汽轮机进行处理。

1.当机组振动增大或发出不正常声音时，运行人员应对可能引起机组振动的可以检查到的设备及运行参数进行检查分析。包括机组负荷或蒸汽温度是否突然变化，高中压自动主汽门及调节汽门开启是否正常，机组膨胀是否均匀。其次，要检查润滑油温、油压是否正常，检查轴承回油温度及乌金温度是否正常。如果以上一些检查都没有发现问题，可以适当改变机组负荷、发电机励磁电流，观察振动有无变化，作好记录，对振动原因进一步分析。

2.运行人员现场检查分析未能确定原因时，应联系测量振动频谱，以进一步确定原因并消除。

3.振动超过允许运行极限值时，应停机处理，当机组出现强烈振动或汽轮机内部发出明显的金属响声时，应立即破坏真空紧急停机。

五、汽轮机异常振动的预防

1、汽轮机转子停止后，应立即投入盘车，如上、下汽缸温差还很大时不允许停用盘车，以免导致大轴受热不均匀而产生弹性弯曲。

2、停机后加强本体各测点温度监测，避免冷水和冷汽漏入汽缸内。

3、润滑油温过低不允许启机。

4、热态启动时要严格控制轴封蒸汽温度和新蒸汽温度，轴封蒸汽至少要有14?C以上的过热度，冲转时主蒸汽至少要有56?C以上的过热度。

汽轮机组是火力发电的重要设备，它的工作特点是高温、高压、高转速，由于其运行时间长关键部位长期磨损等原因，汽轮机组故障时常出现，这严重影响了发电机组的正常运行。汽轮机组异常振动是汽轮机常见故障中较为复杂的一种故障。由于机组的振动往往受多方面的影响，只要跟机本体有关的任何一个设备或介质都会是机组振动的原因，如进汽参数、疏水、油温、油质等。因此，针对汽轮机异常震动原因的分析显得尤为重要，只有查明原因才能对症维修。需要结合实际，并查找多方资料汇总讨论，针对导致汽轮机异常振动的各个原因进行分析，为汽轮机的检测和维修做出判断。

参考文献

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[2]王士勇汽轮机振动常见原因及消除对策浅谈[J].科技资讯.2010(08)

[3]吕锦小议汽轮机振动的危害及产生原因与处理措施[J].装备制造.2010(04)