汽轮发电机组振动原因及处理措施

汽轮发电机组振动原因及处理措施【摘要】汽轮发电机组振动大小是反映机组设计制造、安装检修及运行管理等方面的综合指标。为保障汽轮发电机组长期安全运行，要求对机组振动严格控制在允许范围内。或者说，机组的振动是表征汽轮发电机组稳定运行的重要标志之一。汽轮发电机转子是一个复杂的弹性系统，造成振动的原因很多。我们若能抓住振动时表现出来的不同特点，并加以分析判断，就有可能找出振动的内在原因并予以解决。随着机组容量的不断增大，对机组振动的判断与分析对运行人员提出了更高的要求。【关键词】汽轮发电机组振动运行与2003年取得电力工程师资格，河北西柏坡发电公司运行机长，参加过（#5、#6）600MW超临界机组试运。一、振动过大的危害和严重后果。汽轮发电机组转子是在振动状态下工作的，其振动值的大小直接影响汽轮机组的安全运行。汽轮发电机组转子振动超过某一限值时，轻者噪音增大，影响转子及其零部件的使用寿命；严重者动静部分发生碰摩，损坏零部件，甚至造成整台机组毁坏事故。汽轮发电机组振动过大的危害主要表现如下：机组部件动静部分摩擦。随着机组容量和参数的提高，为提高效率汽轮机通流部分间隙，尤其是径向间隙要求较小，在加上热膨胀和热变形的影响，通流间隙在运行中还会进一步减小。2、造成一些部件的疲劳损坏。机组振动过大会加速联轴器、轴瓦、发电机密封瓦、滑销系统及励磁机等的磨损。3、造成紧固件的断裂和松脱。振动造成轴承座地脚螺栓松动断裂，进一步加大机组振动，从而引起恶性循环。4、损坏基础及周围建筑物。振动过大造成基础裂纹、二次灌浆松裂等，有时振动还会传递到附近的建筑物引起损坏。5、振动过大会引起危急保安器和其他保护设备的误动而造成停机；会引起水冷发电机组水管断裂漏水的事故等。6、使机组的经济性降低。振动过大会造成通流间隙加大，轴封磨损，使漏气损失加大，影响机组经济运行。7、对人员的损害。过大振动造成噪声加剧，给运行人员的听力及身心造成损伤。从以上几点可以看出，振动直接威胁着机组的安全运行。因此，在机组出现异常振动时，就应及时查找引起振动的原因，并予以消除，决不允许在异常振动的情况下让机组长时间继续运行。二、常见的振动现象及其原因分析汽轮发电机组的振动按激振能源不同，可分为强迫振动和自激振动两大类。强迫振动是在外界干扰力的作用下产生的，这类振动现象比较普遍。振动的主要特征是振动的主频率和转子的转速一致，振动的波形多是正弦波。自激振动主要是由于轴瓦油膜振荡、间隙自激、摩擦涡动等原因造成的。这类振动的主要特征是振动的主频率与转子的转速不符而与其临界转速基本一致，振动波形比较紊乱并含有低频谐波。强迫振动引起汽轮发电机组强迫振动的因素，主要有以下几方面：（1）、转子质量不平衡转子质量不平衡所引起的振动特点是振动频率和转子转速一致，振动波形为正弦波。若不考虑临界转速和转子挠曲的影响，振幅大小可以看作和转速的平方成正比。（2）、转子中心不正所谓转子中心，主要指相邻两转轴的同心度和倾斜度。转子中心变化所产生的振动频率主要为转速的两倍频，但振动幅值与负荷大小和不对中程度有关。（3）、汽轮机滑销系统卡涩滑销系统一旦卡涩，则汽轮机膨胀受阻时，将引起各轴承的标高发生变化，导致转子中心破坏。有时还引起动静摩擦，造成转子新的不平衡。（4）、磁场不均引起的振动主要指发电机转子和静子之间的磁场分布不均造成的。如转子的匝间短路、转子与静子之间空气间隙不均造成磁通不均，都会引起机组振动。、基础支撑不足和共振主要指机组前期施工不当而造成振动系统的支撑刚度不足所引起的振动。通常由轴承座与台板，轴承座与汽缸，台板与基础之间的连接松动造成的。通常表现为垂直方向上振动增大。（6）、受热不均造成的振动机组启停、升降负荷，及蒸汽温度大幅波动等时，均可能造成转子受到不均匀的加热和冷却、膨胀不均等，进而使其产生沿圆周方向的不规则变形引起机组振动。自激振动自激振动又称为负阻尼振动，就是说振动本身运动所产生的阻尼力非但不阻止运动，反而将进一步加剧这种振动。因此一旦有个初始振动，无需外界向振动系统输送能量，振动既能保持下去。（1）、轴瓦自激振动所谓轴瓦自激振动，既轴颈和轴瓦润滑油膜之间发生的自激振动。、油膜振荡当汽轮发电机组转速高于两倍转子第一临界转速时发生的轴瓦自激振动，称为油膜振荡。、间隙激振间隙激振一般只发生在大容量汽轮机高压转子上。当转子由于受到外扰产生径向位移时，改变叶片四周间隙的大小，从而产生压差。运行人员处理措施以上简单说明了几种常见的振动，但运行人员常遇到的还是油膜自激振荡、间隙振荡和受热不均引起的振动。对于油膜振荡，运行人员采取最好的办法就是保证润滑油温。因此，在机组启动和停机、正常运行时，要及时调整油温在规定范围内，避免其大幅波动，尤其防止油温过低。负荷升降和大幅度波动时，适时观察机组振动情况，发现产生间隙振荡时，及时调整负荷。避免机组在过大振动下长时间运行。运行人员在机组启停时，要及时调整轴封压力及温度，避免轴封出转子受到过大的热冲击，而产生过大位移，从而引起振动。机组启停和升降负荷，应避免气温大幅波动；尤其在启停机使，一定要根据机组状况选择合理的蒸汽参数及温升速率。机组启停及升降负荷时，运行人员要注意气缸膨胀，是不是线性变化。防止滑销系统卡涩而造成动静碰摩。四、总结：汽轮发电机组的振动异常是运行中最常见的故障之一，其产生的原因是多方面的，也是十分复杂的，它与制造、安装、检修和运行水平有直接关系。振动过大将使汽轮机转动部件如叶片、叶轮、转轴等的应力超过允许值而造成损坏；振动严重时，可能导致危急保安器误动作而发生停机事故以及导致轴承座松动、基础甚至厂房建筑物的共振损坏等。因此，必须使机组的振动水平保持在允许范围内。值得注意的是，随着汽轮机容量的增大、效率的提高。机组的通流部分间隙要求较小，对运行人员处理过大振动能力要求更提出了新标准。在运行中，一旦发现振动异常，除应加强对有关参数的监视、分析判断，同时仔细倾听汽轮机