汽轮机安装调试运行 中振动原因与预防对策探析

汽轮机安装调试运行 中振动原因与预防对策探析

李贵昌

中电建湖北电力建设有限公司

摘 要：本文主要对汽轮机安装、调试、运行过程中引起机组振动的几种主要原因进行探索，指出施工中的难点，并根据实际情况分析可以预防的关键工序和相应的改善预防对策。汽轮机是具有能量转换作用的机械，如果能够提高机组的安装质量，势必有助于机械行业的进一步发展。

关键词：汽轮机安装 振动 防振措施 预防对策

1.汽轮机的结构介绍：

汽轮机是一种以蒸汽为动力，同时把蒸汽热能转变为机械能的装置，现阶段，汽轮机作为发电生产中不可或缺的原动力，推动火力发电作业稳步运行。汽轮机结构组合形式复杂多样，主要包括：转动部分和静止部分。其中，转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等；静子部分包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。

2.汽轮机引起振动原因

引起汽轮机出现振动的因素有很多，大多因安装过程中质量把控不严、调试过程中监控不力、运行过程中操作不当造成的，可以说汽轮机内部任何一个介质与设备都可能会使整个设机组出现振动的情况，如油温、进汽参数等。同时，汽轮机设备生产方面的制造因素也会对汽轮机的振动产生一定的影响，比如在汽轮机的制造环节部分配件如转子平衡性没有达标等等，都会引起汽轮机的振动。另外，在运输环节的管理不到位也可能使其中的转子等出现弯曲变形，也会使汽轮机出现振动情况。对此，就需要我们从以下环节入手，做好汽轮机振动的预防工作。

2.1汽轮机安装中几种振动原因及预防对策

1）检查基础

在实际对汽轮机进行安装之前，需要先对基础施工方面开展细致的检查，主要通过相关设计图纸对基础所具有的受力结构以及基础强度进行设计，避免基础存在沉降现象。可以说，在汽轮机安装的过程中，基础对其运行的稳定性具有着非常关键的影响，对此，就需要我们保证基础在汽轮机安装支护不会因汽轮机的重量造成底板下沉，以此在避免汽轮机出现振动情况的同时也保证汽轮机底板下不会出现空洞现象。

2）轴承中心标高与轴承座的安装

在对轴承座进行安装时，要时刻保证严格地根据图纸设计要求实施施工操作，避免施工人员随意变更设计的情况出现。而为了能够对安装所具有的精度进行保证，我们在安装时也需要对其进行反复的测量，并在多个结果的基础上求平均值。同时，为了使汽轮机在运行过程中不会因 为轴承集合中心以及承力中心出现偏移而产生振动的情况，我们在对轴承座进行安装时也需要能够进一步保障测量的精确性，以此保证轴承的几何中心能够同承力中心保持严密的重合。

凝汽器颈部同低压缸排气口连接

在汽轮机安装过程中，汽轮机低压缸自身体积通常较大，且需要保证其能够同冷凝器保持连接。对此，就需要我们在对低压缸进行安装时应当避免受到外力干扰，以此保证低压缸不会在外力的作用下因出现变形情况而产生振动。同时，我们也需要在安装时通过百分表的应用做好支撑点的测量工作，最大程度地避免变形情况出现。

滑销系统间隙控制

滑销系统在安装调整过程中，往往由于间隙大小变化而引起受力失衡等问题，破坏了汽轮机元件的协调性。比如，汽轮机从冷态到全负荷，滑销系统的膨胀收到阻碍，使汽轮机的热应力变大，破坏装配过程中的中心线，导致动静部分发生碰撞、主轴弯曲等，这是机组出现振动问题的一大因素。因此安装过程中必须严格按照图纸施工，把间隙调整到最佳数值。

轴系找中心

转子水平放置时，由于自重而产生静挠曲，所以转子安装后，其中心线应该应在一条光滑连续的曲线上。只有当整个转子连在一起，呈一连续的光滑曲线，方能保证整个转子平稳运行。当转子扬度确定后，汽机纵向水平随之而定，各轴承负荷、转子受力、轴向力也随之而定。另外，还要保证联轴器法兰外圆与轴径同心，联轴器法兰止口或螺栓孔节圆同心，端面瓢偏，连接螺栓紧力对称。否则，无论圆周和端面如何正确，都会造成轴系不同心和不平直，还会使转子产生预荷载。当转子处于旋转状态时，轴系同心度和平直度会直接产生振动的激振力，引起机组振动，故轴系找中心必须安排经验丰富的老师傅带队作业，严格把控每一步施工过程，力求轴系连接后完全成一条平滑的曲线。

2.2 汽轮机调试过程中几种振动原因及预防对策

1)机组冲转前部分仪表测点数据不准确，故冲转前应检查机组偏心、汽缸膨胀、差胀、轴向位移、润滑油温、油压和各轴承油量、轴瓦温度、上下缸温差等机组整套启动需要检查的所有测点测量数据正常；主机保护已投入等具备冲转的一切条件，避免数据不准确造成的假性振动。

2)机组冲转过程中，升速过快造成轴系，轴瓦振动大，故机组冲转到500r/min以上开始每升速20r/min自动记录一次各轴承轴振的通频和基频振动值、振动相位，直到转速升至3000r/min。降速从3000r/min每降20r/min自动记录一各轴承轴振的通频和基频振动值、振动相位，直到500r/min。

3)暖机过程中汽缸疏水不畅造成机组振动大，故在900r/min暖机过程，运行和安装人员应检查探听汽轮机有无大的摩擦声，汽缸疏水系统是否畅通；如振动爬升很快并且振动值很大，禁止降速暖机，应打闸停机。

4)试运行期间，轴封供汽压力和温度的调节不当也会造成机组振动大，故试运行期间要注意轴封供汽压力和温度的调节，防止轴封供汽带水引起振动。

5)负荷增加过快，也是造成机组振动大的一大原因，故调试过程中每增加50MW负荷测量一次所有轴承轴振的通频和基频振动、振动相位；在带负荷过程中应尽量缓慢，防止受热不均引起动静碰摩。

2.3 汽轮机运行过程中几种振动原因及预防对策

1）运行时间长、关键部位长期磨损

汽轮机安装是安装行业中精度要求较高的一类机械。在实际运作中，发现它有很多环节难度较大，导致其运行中出现异常振动的原因复杂。根据实际探索安装工程发现，其中有一个原因就是运行时间长。运行时间长，导致汽轮机的关键部位受到长期磨损，从而出现异常振动的情况。在汽轮机抽汽满足生产和生活上的供热需要的同时，应该注意运行的时间长短，注意几台机器之间的搭配，长期维护和保养关键部位，避免长时间磨损而不加保护维修。

2）汽轮机组故障

不当的安装过程常会产生机组振动过大的现象。经常性的振动过大，会带来更频繁的不当安装。这种恶性循环严重影响了发电机组的正常运行，并且为汽轮机组的连环性故障事件埋下了隐患。汽轮机组异常甚至是出现恶性故障，是导致汽轮机安装中出现振动问题的主要原因。由于汽轮机组的构成和工作原理比较复杂，一旦在使用中出现 不当的操作，就会带来机组故障且很难排查清楚原因。因此，在安装过程中很容易出现失误。只有针对性地预防失误点，才有可能解决问题和故障。所以，有必要针对机组安装过 程中的重要工序进行普及型教育，定期培训安装人员。

3）汽流激振和转子热变形

在汽轮机运行过程中，往往伴随着气流的转变和转子的加热。这些过程也会带来振动，且往往是由于气流激振导致的振动。这类原因是最难分析、最难消除的。想要彻底了解其中的问题，只能通过拆卸和实况研究转子热变形的情况。如果汽轮机振动超标，会给汽轮机后期的运作带来危险隐患。因此，一定要格外注意机组长期振动状态下是否有发生激振和热变。如果运行过程中发现振动异常并伴随转子热变形，很有可能导致机组无法正常启动。这也是目前常见的安装故障问题。

2 汽轮机运行振动异常的预防对策

2.1 汽流激振现象与故障排除

对于汽轮机组的安装，必须提起高度重视。正常使用过程非常复杂，其间还伴有气流激振和转子热变形的复杂情况。因而，针对气流激振现象进行排除的预防对策具有重要意义。要根据有效的规避操作进行故障排除，才能够避免操作不当带来的风险。汽轮机作为热电厂的重要设备，在使用和操作中有时会发生一些小问题，导致其在发电过 程中产生失误并为其他肩负着重要任务的环节带来麻烦。 由于汽轮机组的构成和工作原理比较复杂，一旦在使用中出现不当的操作，就会带来机组故障，并且很难排查清楚原因。在汽轮机安装过程中，往往是由于气流激振导致的振动且最难消除。想要彻底了解其中的问题，只能通过拆卸和实况研究转子热变形的情况。

2.2 摩擦振动的特征、原因与排除

想要排除摩擦振动引发的故障，只能时时维护，并保证本体有关的任何一个设备或介质都能够保持较为完善的状态进行工作。因此，工作人员应该时刻关注机组的磨损情况，有特殊情况导致机组振动时，一定要及时报修。根据实际探索安装工程发现，如进汽参数、疏水等多重情况下都会导致摩擦加剧，其中一个原因就是运行时间长。汽轮机的关键部位受到长期磨损，导致在工艺复杂的安装工程中出现异常振动的情况。

2.3 对机组器材进行科学合理配置

转子热变形大都发生在机组冷态启机定速后的带负荷阶段。由于前文根据实际情况进行探讨分析的机组长期震动的状态下时有发生激振和热变，并且在安装过程中振动 异常且伴随转子热变形，此时转子温度逐渐升高，很容易 因为一倍频振动增大而加速转子热变，两个是相互伴随发生的异常情况。只有针对机组器材进行科学合理的配置，才有可能伴随相位变化使转子弯曲，而不再会因为异常振动导致加热变形，从而避免损坏一系列的汽轮机安装配置。

3 结束语

本文结合汽轮机安装过程中引起机组振动的几种主要 原因和实际情况，分析和整理了相关预防对策和改善方法，以此改善现有汽轮机安装和使用的实际情况。

参考文献

钟象新 . 灯泡贯流机组管形座安装质量控制 [C]. 水电站机电 技术研讨会论文集，2010.

张秀坤，丁立强，王佐仁.浅谈 1000M W 超超临界汽轮机安装 技术[J].中国新技术新产品，2011(23)：150.