火力发电厂汽轮发电机组影响振动因素分析

火力发电厂汽轮发电机组影响振动因素分析

陈东

重庆三峰百果园环保发电有限公司 重庆 402566

摘要:汽轮发电机对于火力发电厂的正常运行有着至关重要的作用，其地位十分重要。汽轮发电机是否能够正常稳定的运行对该电厂的经济运营成本有着直接的影响，一旦出现任何异常，如振动，都可能造成整个机组降低负荷或停止工作，严重时有可能会造成设备损坏或者人员伤亡。因此，本文从汽轮发电机可能出现振动原因进行分析，结合实际的生产情况和经验，提出处理振动的想法，以供相关人员参考借鉴。

关键词：火力发电厂；汽轮发电机；振动；因素分析

引言

汽轮机的应用环节中，具有较高的精准度要求，由于其本身的特殊性，在安装调试中工作难度较高，且安装调试的施工工艺颇为繁琐。所以，需要特别注意的是在汽轮机实际的安装调试和使用中采取合理有效的施工方法，保障其工作运行的安全与稳定，但汽轮机不可完全避免的会出现振动。如果振动的幅度符合相关标准，可不做针对性的处理；如果超过规定的振动上限，则需要采取控制措施，防止机组长时间振动超标，轻则降低机组的使用工作效率或者减少机组使用寿命，重则危害机组的设备安全，引起动静摩擦，振动加剧甚至引起飞车事件，造成人员伤亡。

一、设计环节和生产环节的影响

火电厂中汽轮机的常规运作中，会受到各种内、外部因素的干扰，进而发生超过规定上限的振动情况。由于汽轮机本身的运行原理，很难将所有的振动全部消除。要想尽可能地减少非正常的振动，就需要根据汽轮机实际的运行状况，制定科学且合理的执行方案，才能最大限度的控制汽轮机的振动^[1]。汽轮机高速运转，转子动平衡至关重要，旋转不平衡的情况出现，进而产生一个多余的离心力。这个多余的离心力会给汽轮机运作带来各式各样的问题，在这个多余的离心力的影响下轴承的常规运行会产生极大地激振力，会引起汽轮机整体的剧烈振动。汽轮机转子出厂动平衡试验须严格把关。

二、组装与维修时的影响

汽轮机组开机之前的安装调试、日后的维修保养的科学性与合理性也与汽轮机的异常振动有关。定期和维修保养，能够及时的检测到汽轮机的异常和安全隐患，尽早的排查问题，不仅能够减少振动出现的可能，也能增加汽轮机的使用寿命。

（一）轴承的影响

轴承的质量直接对汽轮机的正常运行有着很大的影响，直接关系到汽轮机组的振动情况，而且汽轮机润滑油的使用也非常关键。轴承的作用牵扯到很多过程和环节，轴瓦紧力，瓦枕与轴瓦的紧力，轴承盖的紧力。在轴承的连接操作中，根据汽轮机设计状况进行实际的安装组合，合理的控制轴承的刚度，如果轴承的刚度不符合规定的参数或者各标准，势必会使的较小的激振力放大出较高的振动情况，所以，在处理汽轮机轴承的影响时，严格控制下部轴瓦垫片数量及厚度，要个控制轴瓦与轴承座间接触检查，必须做到接触大于75%均匀分布，减小因轴承接触不好引起的振动，并且后续的检修维护中也作为重要检查项目要严格按要求力矩紧固与轴承配合相关的所有螺栓，并严格按照标准和厂家要求执行^[2]。

动静间隙的影响

经过对火电厂汽轮机的多次运行和工作经验，发现引起汽轮机振动的因素非常多，除了上述的因素之外，还有其他的因素。例如汽轮机转子的工作中，在与汽缸和隔板汽封进行配合运作时，在各施工单位和各厂的要求下都会向设计的下限靠，这一做法也是为了提高汽轮机的工作效率，而这种做法就势必会增加汽轮机初次启动过程中动静部件的摩擦几率，很多机组在初次启动中都会采取加长低转速暖机来消除动静摩擦，这种间隙随着汽轮机启动次数会逐渐增大，如果该间隙没控制好，当间隙过大时，汽轮机的工作效率会很明显的减弱，有可能造成蒸汽串流等严重问题。如果不能及时的将这些间隙控制在可控范围内，随着汽轮机的使用势必会使动静间隙逐渐变大，磨损加剧，不仅会使得汽轮机的振动程度增高，还会致使汽轮机的使用运作工程中随时出现其他异常情况。汽轮机在定期修理时要对通流间隙及汽封间隙进行核查，必要时调整汽封间隙或更换汽封块，减小因内部汽流紊乱引起的转子振动，提高汽轮机的安全性和经济性。

（三）轴系连接的影响

通过汽轮机的振动分析出了轴系的连接情况也是引起汽轮机的异常振动的重要原因之一，如果得不到有效的解决，也会给汽轮机的正常使用造成负担。在实际的研究分析中，如果转子在水平工作情况时，因为本身具有重量，会发生静绕曲的现象，在汽轮机所有的转子都完成安装调试后，各个转子中心之间会存在一条相连接的曲线上。如果该曲线达不到光滑且连续，那么就说明各个转子轴承所承担的负荷也有所不同^[3]。在解决此类问题时，可以按照设备定的转子水平轴承点为固定点，依次对转子进行中心调整，并记录各轴承处转子连接前后水平杨度，并作为今后检查依据。转子轴系对轮螺栓的连接也是引起转子振动的原因之一，转子对轮连接时要交叉装配对轮螺栓，螺栓力矩要按照设计要求进行紧固，并在紧固过程中要检查连接对轮晃动度。转子连接使得每一个转子的旋转都能够达到连轴同心，螺栓紧固达到要求、进而使汽轮机的工作状态稳定，减少由于轴系连接形成的异常振动。

三、使用过程中的影响

汽轮机的振动引起的元素不仅仅要关注设计制造、设备本身，还需要注意汽轮机实际使用过程中的注意事项，制定合理的解决措施，对振动实现有效控制。

（一）机组的膨胀

在汽轮机的正常使用中，相配合的滑销系统出现问题也会造成振动。由于汽轮机的热胀冷缩的特性被滑销系统所约束，例如汽轮机的开机环节中，汽轮机的暖机周期不相同、升速加载速度过高，汽轮机的各个部分的膨胀会出现不一致的情况。这种情况不仅仅会出现较高的热应力，还会加剧振动幅度，严重更会减少汽轮机的使用周期，同时有几率引起推力瓦温度提高，间接影响机组负荷，由于汽轮机的膨胀不一致，对汽轮机的正常开机、升速等环节都会有影响。所以，汽轮机各个部分膨胀不一致，会导致各个部分出现碰磨，进而产生振动，当滑销系统能自由膨胀收缩时，对汽轮机振动有一定的抑制作用。

（二）润滑油温

轴承颈部的稳定性也直接影响着整个汽轮机的振动。如果轴颈和轴瓦的稳定性能达不到标准、不符合相关要求，加上外部因素的改变，也会引起汽轮机组的振动^[4]。可以采用润滑油对轴瓦和轴颈之间进行润滑，润滑油作用于两者之间，形成一层致密的油膜，很大程度上改善了两者之间的摩擦，有效的稳定油膜的形成和稳定，也是降低汽轮机振动的原因，有效的减少了此类情况引起的汽轮机振动。需要注意的是油膜的形成除了和轴承本身乌合金材质有关系外，润滑油的油温和洁净也是重要的一点。如果将这种情况重视起来，也能减少汽轮机的振动，增肌汽轮机的使用寿命。

四、结束语

综上所述，火电厂的汽轮机在实际使用时，振动是无法完全避免的。只有针对振动产生的原因进行仔细的分析，采取科学的方式进行解决，从汽轮机的设计制造、设备本身、维护检修以及日常运行等方向进行考虑，不断地改进和优化，才能减少汽轮机异常的振动，延长汽轮机的使用年限。

参考文献：

[1]杜占国. 汽轮发电机组轴承振动原因浅析[J]. 科技风, 2019(8):139-139.

[2]王杭青[1]. 汽轮发电机定子振动原因分析及处理[J]. 冶金动力, 2017(11):40-42.

[3]曾涛. 汽轮发电机组修后振动的原因分析及处理[J]. 机电信息, 2017(27):132-133.

[4]路军锋, 姜玉山, 吴立明, et al. 150MW三支承轴承汽轮发电机组振动故障分析及处理[J]. 汽轮机技术, 2017, 59(6).