汽轮机振动原因解析及调整

童证积

浙江迪元仪表有限公司 322000

摘要：汽轮发电机组轴承振动的大小直接关系到机组能否安全运行，而对于发电厂来说安全运行能带来最大的经济效益。

关键词：汽轮发电机组；振动；影响因素

前言

引起汽轮发电机组轴承振动过大或者异常的原因有很多，既有设计制造方面的原因；也有运行方面的原因；还有安装和检修等方面的原因。下面就这几个影响因素分别进行一个简单的介绍。

1、设计制造方面

在厂家制造过程中，产生汽轮发电机转子不平衡量较大的原因主要是机械加工精度不够和装配工艺质量较差，所以必须提高机械加工精度，同时保证装配质量，从而才能保证转子的原始不平衡量较小。另外，如果机组的设计不当也会引起机组的振动。例如，在设计阶段机组支持轴承的选用也是非常重要的，如果轴承选取不当，也会因为轴承的稳定性较差，汽轮发电机转子哪怕是极小的不平衡量也会引起机组较大的振动；轴承的油膜形成不好也极易诱发油膜振荡而产生振动。

2、安装和检修方面
　　汽轮发电机组在安装和检修过程中的工艺质量对机组振动的影响非常大，根据对现场机组振动的分析，很多汽轮发电机组的轴承振动过大都是由于安装和检修不当引起的，或者说机组的振动很多时候都是可以通过安装或检修来解决的。针对现场的安装和检修情况，下面重点介绍对机组振动有明显影响的几个因素。

2.1轴承的标高

不管是汽轮机还是发电机转子，其两端都是由轴承支撑的，如果两端的轴承标高不在设计要求的范围内，那么转子两端轴承的负荷分配就不合理。负荷较轻的一边，轴瓦内的油膜将会形成不好或者根本不能建立油膜，这样就会诱发机组的自激振动、油膜振动和汽流激振等；而负荷较重的一边，由于吃力太大，会引起轴瓦温度升高，当轴瓦乌金温度达到一定值时，很容易产生轴瓦乌金过热现象，从而造成机组的振动。

2.2轴承自身特性

轴 承自身特性对机组振动的也会产生影响，主要包括轴瓦的紧力、顶隙和连接刚度等几个方面。轴瓦紧力和顶隙主要影响轴承的稳定性，如果轴承的稳定性太差，在外界因素的影响下容易使机组振动超标。轴承的连接情况主要对轴承刚度产生影响，若轴承刚度不够，在同样大小的激振力下引起的振动较大，所以必须将轴承各连接螺栓拧紧。在现场，经常发现由于连接螺栓未拧紧而引起振动的现象。如下图，标识n为轴与轴瓦的顶部间隙，f为轴瓦与球，球与球面座的紧力尺寸，i为转子与轴瓦的两侧间隙，k为轴承垫块与轴承座底部间隙，为转子未下入轴瓦时的间隙，下入转子后该垫块应保证接触面积大于75%。

径向支撑轴承

3、运行方面

如果在机组设计制造、安装和检修期间各方面都能保证质量，那机组就不会发生振动大而影响运行了吗？答案是否定的，机组的振动除了与上面阐述的各方面因素有关外，还与机组的运行状况存在很大的关系。

3.1润滑油温

轴颈在轴瓦内的稳定性如何决定了机组诱发振动的可能性有多大，当稳定性太差时，外界因素的变化很容易引起机组振动的产生。而润滑油在轴瓦内形成的油膜如何又是影响转子稳定性的一个重要影响因素，油膜的形成除了与轴承乌金有关外，还有一个重要因素就是润滑油油温，润滑油油温应该在一个合理的范围内，过高过低都对油膜的形成不利。

3.2轴封进汽温度

每一轴封的进汽温度都不一样，在运行规程所允许的范围内调整轴封进汽温度会对机组的振动产生一定的影响。轴封进汽温度对机组振动的影响主要表现为进汽温度对轴承座标高的影响和温度对端部汽封处动静间隙的影响。

4 、总结事例分析

以上是从设计、安装、检修和运行三个方面对汽轮发电机组的振动原因进行分析，那么现在我们结合一个现场处理振动的事例进行对振动更直观的分析。

梅县发电厂，型号：N50-8.83/535-Ⅱ型(单缸冲动冷凝式)，发电机前轴承(＃3轴承)振动曾出现顶部轴向振动高达0.2--0.22mm，在第一次处理理好后，一直运行较好，四个月后开始顶部轴向振动再次超标，因机组发电任务较重且振动在0.04--0.06mm波动，所以一直运行至振动再次加剧才利用小修进行处理。该机组＃3轴承的基础台板紧固螺丝在轴承座的底部，如要加紧基础台板螺丝得将轴承座移出，露出台板螺丝后才能进行松动处理。

根据现场操作人员的告知运行实际状况和数据记录对存在问题进行分析开始＃3轴承振动逐渐增大超标，特别是轴向振动增大较多，根据测量情况发现测量的多个测量点轴承顶部轴向振动高达0.089mm；轴承座各中分面测点的振动差值不大，而轴承座台板测点分别与水泥基础测点的差值高达0.012mm，均大于0.005mm，轴向振动由下至上各测点振动值逐渐增大；据此判断是台板与基础连接不良，其原因可能是二次灌浆不充实、垫铁走动或垫铁接触不良或台板与基础之间连接螺丝松脱等，造成轴承连接刚度不够而引起轴承振动。在运行中曾试用外力支撑加强轴承刚度，发现轴向振动值降低明显；与以上分析吻合。在停机盘车并做好安全措施后开始工作，解轴承前在盘车箱端面装磁力表架。

1）在轴颈顶部及左、右侧各装设一个百分表，以监测在轴抬高、下沉及左右移动量，在整个检修过程中不碰到百分表确保读数准确，轴承解体时仔细检查轴瓦与转子轴径接触面的摩擦痕迹是否符合接触要求，进行修刮，准确测量＃3轴承瓦各部紧力、间隙，并作好详细记录，作为复装时的依据。

2)用框式水平仪测量＃3瓦处轴颈扬度，以供复装时参考。

3)＃3轴承座中分面前端面作标记，并测出标记处距盘车箱中分面处距离A和B 以供复装时参考，确保轴承座的前后位置不变。

5.结论：

汽轮发电机组的振动与它的设计制造、安装、检修和运行等方面是关联的，其中我们作为生产单位尤为需要重视的是在机组的制造和安装过程，其中每个步骤，每个尺寸数据都要抓的精细。

参考文献：

［1］《汽轮机技术问答》华东电业管理局 2018.6

［2］《汽轮机本体安装作业指导》

作者简介：童证积（1996-8--），男，汉族，浙江，本科，助理工程师，浙江迪元仪表有限公司技术员，研究方向：机器自动化

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