汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的影響因素

汽輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)是一種汽車不正常的發(fā)動(dòng)狀態(tài)，本文通過找出機(jī)組振動(dòng)的各種原因，主要包括：轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡、動(dòng)靜部件碰磨、油膜震蕩、汽流激振、軸系不對(duì)中、密封裝置摩擦、轉(zhuǎn)子熱不平衡、結(jié)構(gòu)共振、轉(zhuǎn)子裂紋等，研究各種原因的振動(dòng)特征，為準(zhǔn)確判斷振動(dòng)原因提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)組；振動(dòng)；質(zhì)量不平衡；動(dòng)靜碰磨；汽流激振
一、引言
　　汽車發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)是機(jī)組運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生的故障，引起機(jī)組振動(dòng)的原因有多種，其中包含有：轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡、轉(zhuǎn)子熱彎曲、葉片(或平衡塊)脫落、軸系不對(duì)中、聯(lián)軸器松動(dòng)、動(dòng)靜部件碰磨、油膜渦動(dòng)、油膜振蕩、汽流激振、結(jié)構(gòu)共振、結(jié)構(gòu)剛度不足、轉(zhuǎn)子裂紋、轉(zhuǎn)子中心孔進(jìn)油、轉(zhuǎn)軸截面剛度不對(duì)稱、軸承座剛度不對(duì)稱、軸承磨損、軸承座松動(dòng)、瓦蓋松動(dòng)、瓦蓋緊力不足、瓦體球面接觸不良、葉輪松動(dòng)、軸承供油不足、發(fā)電機(jī)匝間短路、冷卻通道堵塞、磁力不對(duì)中、密封瓦碰磨等問題。
二、機(jī)組的振動(dòng)特征及原因
1、安裝和檢修方面
1.1 軸承標(biāo)高
　　不管是汽輪機(jī)還是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，其兩端都是由軸承支撐的，如果兩端的軸承標(biāo)高不在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，則兩端軸承的負(fù)荷分配就不合理。因?yàn)橹圃鞆S家提供的數(shù)據(jù)是根據(jù)機(jī)組冷態(tài)時(shí)的情況再綜合一般機(jī)組受熱后膨脹的情況得出的，由于各臺(tái)機(jī)組的實(shí)際情況不盡相同，因此受熱后的膨脹也不完全一樣，所以必須結(jié)合各廠的實(shí)際情況對(duì)機(jī)組軸承標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。
1.2 機(jī)組中心
　　機(jī)組中心應(yīng)包括轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度、支撐轉(zhuǎn)子各軸承的標(biāo)高、軸系連接的同心度和平直度。如果轉(zhuǎn)子與汽缸或靜子的同心度偏差過大，則可能會(huì)引起汽流激振、電磁激振和動(dòng)靜碰磨。若碰磨發(fā)生在轉(zhuǎn)軸處，則會(huì)使轉(zhuǎn)子發(fā)生熱彎曲而引起不穩(wěn)定普通強(qiáng)迫振動(dòng)。
1.3 滑銷系統(tǒng)
　  當(dāng)滑銷系統(tǒng)卡澀時(shí)，機(jī)組的膨脹就會(huì)受到限制，當(dāng)機(jī)組的膨脹受到限制時(shí)就會(huì)引起機(jī)組較大的振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)以至于不能開機(jī)或者引起動(dòng)靜碰磨，從而造成更大的破壞。
1.4動(dòng)靜間隙
　　汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸和軸封之間以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間都存在間隙。當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸之間的間隙過大時(shí)，汽輪機(jī)內(nèi)效率會(huì)降低；當(dāng)汽輪機(jī)與軸封之間的間隙過大時(shí)可能引起蒸汽外漏或者空氣內(nèi)漏，從而影響機(jī)組的效率和真空；當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與靜子之間的間隙過大時(shí)同樣會(huì)影響發(fā)電機(jī)的效率。
　　1.5軸承自身特性
　　軸承自身特性對(duì)機(jī)組振動(dòng)的影響主要包括軸瓦緊力、頂隙和連接剛度等幾個(gè)方面。軸瓦緊力和頂隙主要影響軸承的穩(wěn)定性，如果軸承的穩(wěn)定性太差，在外界因素的影響下容易使機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)。
　　1.6 轉(zhuǎn)子中心孔
　　現(xiàn)代汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子大軸大都留有中心孔，在中心孔兩端用堵頭封堵，在檢修期間如果不慎讓異物（包括油、水等）進(jìn)入中心孔，在轉(zhuǎn)子裝復(fù)回原后開機(jī)，機(jī)組肯定會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)異常的現(xiàn)象。
1.7 活動(dòng)部件
　　檢修期間如果有活動(dòng)部件進(jìn)入汽輪機(jī)，大修后開機(jī)活動(dòng)部件可能在汽流的沖擊下撞傷甚至損壞汽輪機(jī)葉片，從而造成嚴(yán)重的事故，并引發(fā)機(jī)組振動(dòng)；如果發(fā)電機(jī)內(nèi)存在活動(dòng)部件，一方面可能一起發(fā)電機(jī)內(nèi)部短路，另一方面可能引起機(jī)組振動(dòng)的不穩(wěn)定，這將會(huì)對(duì)機(jī)組振動(dòng)的診斷帶來困難。
2、運(yùn)行方面
　　如果在機(jī)組設(shè)計(jì)制造、安裝和檢修期間各方面都做得比較完美，那機(jī)組就不會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)過大而影響運(yùn)行了嗎？答案是否定的，機(jī)組的振動(dòng)除了與上面的各方面因素有關(guān)外，還與機(jī)組的運(yùn)行狀況存在很大的關(guān)系。
2.1機(jī)組膨脹
　　前面已經(jīng)講述機(jī)組滑銷系統(tǒng)對(duì)機(jī)組振動(dòng)的影響情況，而機(jī)組的膨脹是受其滑銷系統(tǒng)制約的。當(dāng)滑銷系統(tǒng)本身不存在問題時(shí)，如果運(yùn)行人員操作不當(dāng)，機(jī)組也會(huì)出現(xiàn)膨脹不暢的問題。
2.2潤滑油溫
　　油膜的形成除了與軸承烏金有關(guān)外，還有一個(gè)重要因素就是潤滑油油溫，潤滑油油溫應(yīng)該在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，過高過低都對(duì)油膜的形成不利。
2.3軸封溫度
　　每一軸封的溫度都不一樣，在運(yùn)行規(guī)程所允許的范圍內(nèi)調(diào)整軸封溫度會(huì)對(duì)機(jī)組的振動(dòng)產(chǎn)生一定的影響。
　　2.4 機(jī)組真空和排汽缸溫度
　　機(jī)組真空和排汽缸溫度總是相輔相成的，其中一個(gè)因素的變化必然引起另一個(gè)因素的改變。對(duì)于軸承座坐落在排汽缸上的機(jī)組來說，排汽缸溫度的變化主要表現(xiàn)在對(duì)軸承座標(biāo)高的影響上，所以會(huì)對(duì)機(jī)組的振動(dòng)產(chǎn)生影響。
2.5 斷葉片
　　當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生斷葉片時(shí)，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布明顯發(fā)生改變，因此機(jī)組的振動(dòng)會(huì)發(fā)生明顯的變化，這種情況在現(xiàn)場有時(shí)可能不會(huì)被察覺，因?yàn)檎駝?dòng)的變化既包括振動(dòng)大小的變化也包括振動(dòng)相位的變化，而現(xiàn)場大多數(shù)儀表只能監(jiān)視振動(dòng)大小的變化。
三、總結(jié)
　　總之，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械來說，微小的振動(dòng)是不可避免的，振動(dòng)幅度不超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的屬正常振動(dòng)。任何一種異常振動(dòng)都潛伏著設(shè)備損壞的危險(xiǎn)。比如軸系質(zhì)量失去平衡（掉葉片、大軸彎曲、軸系中心變化、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)冷水路局部堵塞等）、動(dòng)靜磨擦、膨脹受阻、軸承磨損或軸承座松動(dòng)，以及電磁力不平衡等等都會(huì)表面在振動(dòng)增大，甚至強(qiáng)烈振動(dòng)。而強(qiáng)烈振又會(huì)導(dǎo)致機(jī)組其他零部件松動(dòng)甚至損壞，加劇動(dòng)靜部分摩擦，形成惡性循環(huán)，加劇設(shè)備損壞程度。振動(dòng)超標(biāo)的則必須查找原因，采取措施將振動(dòng)降到合格范圍內(nèi)，才能移交生產(chǎn)或投入正常運(yùn)行。多年來，不少機(jī)組因振動(dòng)大而拖延了投產(chǎn)期和檢修期。對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行來說，接收了振動(dòng)符合標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)組以后，還必須加強(qiáng)振動(dòng)監(jiān)督，對(duì)振動(dòng)監(jiān)測做到制度化、經(jīng)常化，必須在機(jī)組振動(dòng)突然增大達(dá)到規(guī)程規(guī)定值時(shí)，及時(shí)果斷地將機(jī)組停運(yùn)，防止擴(kuò)大損壞，或?qū)φ駝?dòng)雖然增大，但尚未達(dá)到規(guī)程規(guī)定緊急停機(jī)數(shù)值的異常及時(shí)對(duì)比分析，查找原因，并采取措施防止設(shè)備損壞事故的發(fā)生。
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